粗糙度和轴向运动对艉轴承混合润滑性能的影响

针对大型船舶航行过程中出现船体变形时艉轴承的磨损状态异常这一问题,本文探究磨损表面粗糙度变化和轴向运动对于艉轴承混合润滑性能的影响,建立了耦合轴向运动和表面粗糙度的混合润滑模型,通过数值模拟得到轴承润滑特征的分布,分析轴向运动和粗糙度对轴承混合润滑特性的影响,并对该润滑模型进行验证。计算结果表明:在轴向运动和轴颈倾斜耦合作用下,油膜厚度沿轴向方向非线性减小,油膜压力和接触压力在局部出现峰值,轴瓦在局部出现较大变形;轴向速度增加会加强动压润滑效应,轴向运动对润滑特性的影响程度随着倾角的增大而增加;粗糙度越大承载能力越强,同时接触情况越严重,会加速轴承的局部磨损。

带倾角长艉轴的新型安装方法

若船舶艉轴长度过大,则无法直接从艉轴支架与艉轴管之间的空间将艉轴送入艉轴管;若轴系中心线与船舶基线存在倾角,则无法将艉轴直接水平送入艉轴管。针对上述情况,利用专用工装托架和模块化运输车,对带倾角长艉轴的安装过程进行分解。以长度为17 m、倾角3°的艉轴为例进行三维仿真模拟。结果表明,所提出的安装方法可行。

极限载况下的船舶艉轴变形安全状态评估

针对船舶设计建造阶段轴系校中计算不能完全覆盖实际运营极限工况的问题,以某半潜船极限载况实船航行为例,利用直接计算法得到波浪中航行时的船体变形,提出一种实船航行艉轴变形安全评估方法。该方法基于设计波法确定船体波浪载荷,利用全船有限元计算船体艉轴变形,依据规范采用轴系校中的方法评估艉轴安全,并通过船舶装载手册验证数据的可靠性,是一种有效完整的艉轴变形安全模拟评估方法。

抬浮力打捞工程船艉轴轴承热力学有限元仿真

以12000 t抬浮力打捞工程船为例,采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件中的热力学模块对艉轴轴承的散热情况进行研究。介绍轴系布置和艉轴管空舱,分析油膜建立情况下的艉轴轴承热平衡和工作压力分布,进行轴系与艉轴管空舱的热力学有限元仿真。仿真结果满足艉轴轴承的相关要求,并在实船试航中得到验证,表明可取消常规的艉轴管冷却水舱。

船舶轴系尾轴承动态润滑计算

船舶轴系的尾轴承是圆筒形径向滑动轴承 ,中小型船舶多采用油润滑的方式 .由于船舶动力的非稳定性、船体的振动、尾轴密封装置的密封作用及螺旋桨的不均匀伴流作用 ,导致尾轴振动 ,使得尾轴承润滑油膜涡动 .文中给出了轴承的润滑方程、油膜扰动刚度和阻尼计算表达式 ,并进行了轴承的动态润滑特性参数计算 .

k-ω湍流模式在船舶粘性流场计算中的应用

湍流模式的选取对精确预报船舶艉部流场至关重要,本文利用SSTk-ω湍流模型计算了SR196A油船模型的粘性绕流场,船艉三个截面上的轴向速度等值线和横向速度矢量的计算结果和文献提供的试验值进行了对比,结果符合得很好,同时计算得到的阻力系数也与试验值进行了比较,结果同样令人满意。表明SSTk-ω湍流模型在船舶粘性流场的计算中有较强的应用能力。

考虑轴挠曲的船舶艉轴承混合润滑分析

为准确描述船舶艉轴承的润滑状态,建立了船舶艉轴承考虑表面粗糙度的混合润滑模型,利用位移叠加法计算了轴在螺旋桨重力及油膜力、微凸体接触力共同作用下的挠曲,同时分析了定载荷下,艉轴挠曲、微凸体接触力、摩擦系数随转速的变化规律;采用轴承设计参数对该混合润滑模型进行了验证.计算结果表明,艉轴挠曲使润滑油膜压力的分布发生变化,也使得混合润滑状态覆盖的转速区域变大,并通过Streibeck曲线分析了挠曲对摩擦系数的影响.

船舶尾轴承变形对其承载能力影响的理论及试验研究

由于船舶螺旋桨的较大重力的作用,螺旋桨轴和尾轴承易发生变形,改变了尾轴承与螺旋桨轴颈之间的间隙分布,在尾轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成一个变形角。对轴承油膜承载能力与轴承变形角之间的变化关系进行了数值计算,计算结果表明:随着变形角的增大,轴承的油膜承载能力会增大,继续增大变形角,轴与轴承发生部分刚性接触,承载能力迅速增大。同时通过在船舶轴系模拟试验台上测试了轴承油膜压力与变形之间的变化曲线,验证了计算结果的正确性。

尾滑道式船载小艇收放系统的研发及应用

尾滑道式小艇收放是国内的一种新型船载小艇收放技术,与传统小艇收放方式相比,具有收放艇快速、安全、可在较高海情下操作等明显优势.文章介绍了国内首创的尾滑道式船载小艇收放系统的设计、试验、使用特点和广泛应用前景.

高速排水型舰船加装尾板的节能机理

尾板是加装在高速排水型船尾封板端板处沿船体向后延伸的一块短板,是一种方便和简单的节能措施,本文主要研究其节能的原因。通过大量的模型试验结果分析和对某舰有无尾板的CFD理论计算,并与高速水面快艇加装尾板减阻机理的比较发现:排水型船的节能机理有所不同,尾部压力分布的变化是高速排水型船加装尾板节能的主要原因。

方尾舰船兴波阻力计算及其应用

本文开发了一种兴波阻力的计算方法，主船体采用Ｄａｗｓｏｎ方法计算，方尾后流域的特征有所不同，必须对Ｄａｗｓｏｎ的数值方法加以扩展，即考虑未浸水方尾的边界条件。计算结果表明该数值模型能够反映方尾对流场和阻力的影响，兴波阻力和波形的计算结果表明，它与试验结果吻合良好，说明对于方尾船，本研究所采用的基本理论和数值模型是可行的。本文还利用该方法计算了多方案的尾板兴波阻力，利用这些结果进行尾板优化设计，取得了良好的成效。

船舶艉部激励耦合振动噪声机理研究进展与展望

[目的]船舶减振技术经过几十年的发展,降低艉部激励引起的桨—轴—船体振动辐射噪声成为我国现阶段船舶声隐身的紧迫任务。[方法]针对船舶艉部激励耦合振动噪声问题,从船舶螺旋桨激励力特性、桨—轴—船体耦合振动噪声特性及其控制方法 3个方面对当前研究进展与发展趋势进行综述,[结果]得到了船舶艉部激励与桨—轴—船体系统振动噪声的映射关系,并提出了针对低频振动噪声的控制方法。[结论]在此基础上对在螺旋桨非定常力测试、艉轴承摩擦诱导振动机理和桨—轴系统横向振动控制等方面提出进一步开展研究的建议。

基于粒子系统的舰船航迹仿真

提出一种基于开尔文波理论和粒子系统技术的船行波模拟方法,采用开尔文波理论构建二维船行波模型,使用粒子系统技术对船行波的三维模型进行动态建模,从实际观察出发,根据艏浪、艉浪的形状特征、作用范围和浪花的随机运动特性,给出艏浪、艉浪的粒子系统建模方法。实验证明该方法能快速逼真地模拟舰船航行时的航迹。

排水型深V船系列模型尾板减阻试验研究

针对千吨级排水型深V船减阻节能的需要，开展小系列深V船尾板减阻试验研究．尾板长度变化范围为（0．010~0．023）Lwt，尾板下反角为3°～10°，试验速度区间为Fr=0．15～0．52．基于试验数据，综合分析了航速、尾板长度及下反角等参数变化对减阻效果及船体航行纵倾的影响规律，获得了优良减阻效果的尾板设计参数及适用航速范围．

两种尾部附体在过渡型船舶上的对比研究

为了研究阻流板和压浪板在过渡型船舶上的适配性,对某过渡型船舶进行了安装节能附体前后的阻力试验及数值研究。探讨了压浪板下反角α=5°,10°以及15°时的船舶水动力性能,并结合前期的阻流板研究成果,对两种附体的适配性进行了对比研究。结果表明:STAR-CCM+可以对船舶阻力进行准确预报,并能较好地捕捉方尾船的尾流场特征;0.334≤Fr≤0.584时,压浪板(10°)能够使船模阻力平均降低6.54%,其中Fr=0.4时,减阻率最高可达8.61%。压浪板(10°)对船舶尾流场的改善更加显著,但其附体阻力要高于阻流板(Z2);综合结果:当Fr≤0.5时,压浪板(10°)的减阻效果更好;当Fr>0.5时,阻流板(Z2)的减阻效果更优。

船舶尾部模态数值计算与测试

为了提高船舶尾部模态计算的精度,文章提出了一种尾部详细结构与船体骨架结合的简化有限元模型,应用该模型对某全回转推进船舶尾部模态进行了计算,并将其结果与另外两种传统简化模型(即尾部三维模型与尾部+一维梁混合模型)的计算结果进行了比较。研究发现改进模型与传统模型在尾部局部模态计算中没有明显差别,但对整体模态而言其差异随频率增大而增大。为了进一步验证模型的有效性,在航行过程中对该船舶振动情况进行了测试,并利用运行模态分析法识别尾部整体模态。通过识别结果与计算结果的比较可见,三种模型在基频(1阶弯曲)计算时误差均很小,但是在高阶固有频率计算中改进的模型误差明显小于另两种模型。

转速对油膜刚度与螺旋桨轴振动影响研究

通过数值方法研究轴的转速、油膜刚度对螺旋桨轴振动的影响关系,由计算结果得到如下结论:随着螺旋桨轴的转速增加,轴承的油膜动态刚度降低,螺旋桨轴的振动频率降低,且在低速区这种影响关系更为明显。

一种小方形系数双尾船型

介绍了为需要经常在浅海、内河等养殖区、浅水区水域上航行的用户所设计的一种小方形系数双桨双尾新船型．其船型特点是：双尾鳍向下延伸至基线，并带舵托，对螺旋桨和舵起到良好的保护作用；船底形状较为平坦，便于座滩．快速性试验结果表明，该船的阻力性能和推进性能在设计航速（Ｆｒ＝０．３８４）时都是优良的．

CSSRC在船舶粘流场计算流体力学领域中的研究与进展

本文在回顾近十年来国内外船舶CFD领域研究进展的基础上，集中介绍了CSSRC“八·五”期间取得的最新研究成果。内容涵盖了水面船舶尾流场、带附体潜艇整艇流场、船舶尾流场与推进器相互干扰、船体与附体连接部位流场精细结构、鱼雷泵喷射推进器的CFD模拟、螺旋桨粘流场等目前船舶CFD领域最为热点的研究方向。最后作者对“九·五”期间船舶CFD的发展进行了展望。

中高速深V型船阻力预报方法及尾板减阻机理

为了提高深V船阻力性能及预报精度,针对中高速深V型船航行姿态变化显著的特点,采用RANS方程计算船体航行时流场压力分布,通过静力平衡迭代求解船体航行时实际升沉及纵倾,进而计算阻力;模型阻力数值计算和试验结果的对比表明该方法阻力预报误差在2%～4%.深V型船尾板减阻原因来源于3个方面:航行纵倾角的减小、船体压差阻力的减小以及船体"虚长度"的增加.研究获得了深V型船模型阻力减少6.5%的尾板安装方式.