扭曲舵及舵球对支线型集装箱船快速性影响的试验研究

针对一艘支线型集装箱船,基于模型试验,研究导边扭曲舵、随边扭曲舵及舵球对船体推进功率的影响。对扭曲舵的导边和随边扭曲角度和舵球的形式进行了系列试验。研究结果表明:随着导边扭曲角度从4.0°增大到6.0°,在包含设计速度的一定范围内,船体推进功率降低。随边扭曲对船体推进功率影响不大。安装椭圆流线型舵球形式的扭曲舵的船体快速性能优于安装大平头型舵球扭曲舵船体的快速性能,在实船应用中效果较好。

不同湍流模型在高效舵水动力计算中的适用性分析

针对不同湍流模型在随边扭曲高效舵水动力计算中的适用性问题,采用计算流体力学软件STAR-CCM+,应用Spalart-Allmaras、SST k-ω、Realizable k-ε等5种湍流模型对1种新型随边扭曲高效舵进行水动力计算,预报值与模型试验结果对比分析表明,湍流模型不同,结果差异较大,使用Standard k-ε湍流模型得到的仿真结果精度最高,在模型尺度下随边扭曲高效舵水动力数值计算方面较其他模型更具优势。

基于CFD的高效舵多方案优化设计

为了提高某型船的操纵性,以提高升力系数为目标,综合考虑布置、强度和可加工性因素,对其舵系进行优化设计;应用CFD方法,模拟舵系在不同攻角下的三维流场,分析翼型最大厚度位置、加装制流板措施以及随边高效化设计对舵效的影响,得到舵效较优的设计方案。在此基础上,通过模型试验对比优化前后的舵系水动力性能,结果表明,采用高效能措施设计得到的舵系,在相同舵角下具有较高的升力系数。