对转式全回转舵桨的立柱优化分析

[目的]旨在研究立柱对对转式全回转舵桨敞水性能的影响。[方法]采用基于雷诺平均方法与k-ω湍流模型,对不同立柱型式的对转式全回转舵桨进行模型尺度和实尺度下的水动力性能预报,研究流场特性并监测后桨伴流,分析优化前后立柱尾部的流动分离现象。[结果]结果表明,立柱前缘削薄并整体前移的优化方案,使得整个舵桨的敞水推进效率提高1.01%;立柱采用扭曲设计且切面引入拱度的优化方案,使得敞水推进效率提高1.15%。另外,模型尺度的立柱尾部流动分离比实尺度的严重。[结论]研究表明,优化后的立柱可以改善立柱尾部的流动分离现象,提高后桨吸收前桨的尾涡能量,增加后桨流入量,对于提高对转式全回转舵桨的推进性能具有工程实用意义。

对转式全回转舵桨的模型试验与数值模拟

为了探究对转式全回转舵桨(contra-rotating propellers,CRP)的敞水性能,开展了对转式全回转舵桨的模型试验与数值模拟。桨模和实桨因存在尺寸和雷诺数的差异,会造成流场特性的变化,而且对转式全回转舵桨的下壳体对于流场有干扰作用,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法,对对转式全回转舵桨的敞水性能进行实尺度和模型尺度的模拟分析,分析结果与试验值吻合良好,验证了算法的合理性。尺度效应主要体现在后桨性能与下壳体阻力的差异上,模型尺度立柱尾缘的流动分离显著,影响后桨的敞水性能,后桨的流场应考虑尺度效应,常规的尺度修正忽略了尺度效应对后桨的影响。

船舶对转舵桨推进系统加速控制方法仿真

为在柴油机负荷允许范围内最大限度地挖掘船舶加速的机动性,基于Matlab/Simulink模块化仿真工具,建立某保障船“双柴油机-双对转舵桨”推进系统仿真模型,在利用实船稳态试航数据验证模型准确性的基础上,提出匀加速、变加速、分段加速3种增加柴油机转速控制方法,进行加速过程仿真和机动性分析。结果表明:采用匀加速,柴油机转速保持一定加速率稳步增长,在前期柴油机负荷冗余度较大;采用y=a√x+b作为柴油机转速设定函数的变加速,前期加速快、后期加速慢,使航速增加速度较匀加速过程提高约47%~60%,但实际操控存在一定难度;采用分段加速,将全过程分解为多段不同加速率的匀加速过程,给出按照常用车令挡位分段匀加速控制方法,可操作性较强。

某船对转舵桨推进系统紧急倒车过程仿真

基于Matlab/Simulink平台建立了某保障船推进系统仿真模型,开展了紧急倒车过程仿真和机动性分析。采用PI控制器设计机—桨联合控制方法,对倒车过程中对转舵桨的转向和柴油机的转速进行调控,得到柴油机的临界转速,此时对转舵桨的转向快慢将不会造成柴油机超负荷现象;针对全速航行条件下的紧急倒车过程,提出了对转舵桨转向时间与柴油机减速时间匹配图谱。所得结论对于制定船舶紧急倒车工作制、保护柴油机安全运行、挖掘机动性具有指导意义。

转舵机构舵角、压力和输出扭矩的关系

此文通过对不同船舶舵机液压系统压力的分析,用公式和图示的方式清楚明了地表达了两者之间的动态关系。

对转式全回转舵桨装置安装难点及质量控制

全回转舵桨装置在船舶的应用已越来越广泛,而对于对转式全回转舵桨装置,在国内仅有少量装船应用。通过介绍一型大功率对转式全回转舵桨装置的特点、安装的难点及质量控制,对舵桨装置安装、质量控制工作分析,确保舵桨装置安装质量,安装质量的好坏将直接影响装置工作的可靠性。

潜艇转舵时舵叶材料及舵杆位置对流激噪声特性的影响

[目的]旨在探究舵翼组合结构对流激噪声的影响。[方法]在考虑流体与固体相互作用的前提下,采用双向流固耦合理论计算转舵过程中的流场及声场,研究舵叶材料、舵杆位置变化引起声振的规律。[结果]结果表明:在铝合金、钛合金和结构钢这3种材料中,结构钢舵引起的脉动压力波动最小,其一阶峰值点最后出现;随着舵杆位置的后移,一阶峰值频率和幅值均增大,而二阶频率随着舵杆位置的后移减小,且舵杆位置前移会使100 Hz频率范围内的总声压级降低。[结论]研究表明,结构钢舵的声振特性最好,在一定范围内舵杆位置前移可以改善舵翼组合结构的声振特性。获得的结果对潜艇舵结构的声学设计具有一定的指导意义,在一定程度上可提高潜艇声隐身性能。

转舵速度对舰船回转性能的影响

在忽略操舵引起速降的假设前提下,利用操舵响应方程对不同转舵速度下船舶的回转性能进行理论分析,获得定常回转直径、纵距、横距、战术直径等参数与转舵时间之间的近似关系。进而利用计及速降的非线性操纵性运动方程进行同一舰船不同转舵速度下的回转运动仿真,以及操纵性能和航速相同而船长不同的各船在不同转舵速度下的回转运动仿真。仿真结果与理论分析结果一致,均表明定常回转直径不受转舵速度的影响,纵距、横距、战术直径均随着转舵速度的提高而减小,且转舵速度对船长较短的舰船影响较大。

转舵速度对船舶操纵性影响研究

采用MMG分离式水动力模型作为船舶操纵运动数学模型,编写MATLAB程序进行操纵性仿真预报,结合一艘双桨双舵船舶在设计航速下的定常回转运动进行了数值模拟,分析了船在不同转舵速度的回转运动轨迹和相应参数,进而得出转舵速度对船舶操纵性的影响规律。

基于分离涡模拟的对转舵桨水动力性能数值分析

基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭矩系数以及推进器效率的误差分别在3%、2%和5%左右,验证了该数值方法的可行性。对转舵桨数值计算结果提示:压差阻力是吊舱和立柱阻力的主要成分,在立柱的前端存在回流,对立柱的优化设计可以从这两方面入手;立柱和吊舱的存在能够减小轴承力导致的振动。

“向阳红01”号海洋综合科考船转舵控制系统分析研究

基于“向阳红01”号海洋综合科考船电力推进系统为载体,对其吊舱推进器转舵控制系统的功能及应用进行探讨和分析,介绍吊舱转舵系统的组织结构,分析转舵动力单元的控制特点,研究转舵驱动变频器的功能应用,为新一代科考船的管理和维修提供一定的借鉴和指导。

对转舵桨水动力性能理论分析

为了对对转舵桨水动力性能进行计算分析,文章采用低阶速度势面元法建立了对转舵桨水动力性能理论迭代预报模型。对转舵桨的前桨、后桨和吊舱单元之间的相互扰动通过诱导速度来考虑,诱导速度由面元法计算获得。为了对对转舵桨性能进行对比分析,文中采用同样的预报模型对相应常规单桨水动力性能进行了计算,该单桨与对转舵桨在设计工况下能够提供相同的推力。实例计算结果表明,在提供相同推力的条件下,对转舵桨相对单桨收到功率可降低8.03%。与单桨相比,对转舵桨尾流周向诱导速度明显减小,其尾流旋转能量得到有效回收。

转舵速度函数对舵翼振动辐射效应影响研究

水下机动状态潜艇瞬态操舵噪声日渐突出。本文针对潜艇舵翼在不同的转舵速度函数下振动辐射效应进行研究,研究舵翼结构声辐射频谱特征、声辐射功率、声辐射效率、指向性等声学量与转舵控制函数之间的关系。首先利用Fluent的动网格技术,计算舵翼结构以不同速度函数转动过程中的流固耦合现象及结构响应,然后基于声学计算软件LMS Virtual Lab,用直接边界元法计算辐射声场。仿真结果表明,线性操舵至固定舵角有利于降低舵翼最大辐射声功率。

船舶避碰辅助转舵系统的设计与实现

分析避碰规则,根据不同会遇局面选择不同转舵方案,以软件的形式与舵机相连,对驾驶员在避碰过程中的误操作行为报警,并以默认的转舵方向和舵角代替驾驶员实施避碰决策。

2005中国财政政策转舵

作为中央政府相机抉择的重大成果--稳健性财政政策在2005年的精彩登场,不仅仅是对积极性财政政策的扬弃,更是对中国经济发展脉络的悉心把握,这种宏观政策的转向有可能在实践中创造或改变经济发展的一段历史.

新型RSCS-RSSR空间转舵机构的设计及分析

为了提高船舶的操纵性能,采用空间摆动缸机构(RSCS)和空间曲柄摇杆机构(RSSR)的组合,提出一种新型转舵机构。在转舵机构三维模型的基础上,利用解析法建立机构的运动分析模型,求解出机构输入与输出的运动方程。通过静力分析,求解运动副处的约束反力,得到原动件与执行件的静力平衡方程。编写MATLAB程序,绘制运动、力关系曲线,结果表明该转舵机构的输入输出线性度较好,受力均匀。

喷水推进器转舵装置的模糊自适应比例-积分-微分控制

为解决喷水推进器在复杂海况下转舵装置难以控制的问题,在常规比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制的基础上引入模糊自适应控制,并建立了转舵装置控制系统仿真模型,以实验室现有喷水推进装置为基础,设计搭建了以施耐德可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心的试验平台,仿真和试验表明,相对于常规PID控制方法,模糊自适应PID控制策略具有动态响应速度快、超调量较小和抗干扰性能强的优势。

1YP-1.2F渔药喷施机转舵装置的结构设计与误差分析

1YP-1.2F渔药喷施机是一种用于鱼塘渔药喷施作业的自动化机械。渔药喷施机的转舵装置由7个部分组成:转向杆、转舵电机、连接杆、转向片、尼龙套、卡箍和转向管。对其进行结构设计和运动特性分析,并确定了主要结构参数。平行四边形机构是构成转舵装置的基本机构,连接杆与舵机和转向片的连接属于铰链连接。以普通铰链四杆机构杆长误差分析为基础,当存在构件杆长误差和铰链副间隙时,得到转向机构连杆角和从动角误差的变化规律以及杆长误差和铰链副间隙对机构运动的影响。