全回转螺旋桨的水动力性能数值分析

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1、学校代码：10289分类号：U661.3密级：公开学号：122010022江苏科技大学硕士学位论文全回转螺旋桨的水动力性能数值分析研究生姓名顾鑫导师姓名姚震球申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业船舶与海洋结构物设计制造论文提交日期2014年12月30日研究方向船舶与海洋结构物论文答辩日期2015年3月23日流体力学性能答辩委员会主席管义峰评阅人2015年3月25日分类号：U661.3密级：公开学号：122010022工学硕士学位论文全回转螺旋桨的水动力性能数值分析学生姓名顾鑫指导教师姚震球

2、教授江苏科技大学二O一五年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringNumericalAnalysisoftheHydrodynamicPerformanceofFull-rotatingPropellerSubmittedbyXinGuSupervisedbyProfessorZhenqiuYaoJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,

3、2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要我国海域辽阔物产丰富，随着经济的高速发展，对海洋的探索进程加快。船舶作为进军海洋的重要载体，面对恶劣海洋环境，其推进与操纵性能受到严峻考验。全回转螺旋桨集船舶推进和操纵舵装置为一体，可绕其纵轴做360°旋转，提供任意方向上的最大推力。因其操纵性能优越、工作

5、方便快捷、推进效率较高等优点，在工程类船舶上的应用越来越广泛。现阶段对全回转螺旋桨水动力性能进行研究，具有重要的理论意义与实用价值。本文采用Fluent软件对全回转螺旋桨的水动力性能进行计算，主要的研究工作及分析如下：（1）对研究成熟、资料全面的No.19A+KA系列导管螺旋桨的水动力性能进行模拟验证。在相同进速系数下，计算结果与试验结果对比，平均误差在5%左右，最大误差小于10%，在允许范围内，因此本文研究所选用的计算模型与方法具有可行性。（2）以No.19A+KA导管螺旋桨为母型，采用一致的数值模拟计

6、算方法，对加鳍导管螺旋桨的毂帽鳍节能性能进行了预报。在常用进速系数范围内，毂帽鳍可使导管螺旋桨获得0.65%~1.36%不同程度的推进效率增益。同时，分析了加鳍导管螺旋桨鳍片表面受力分布与加鳍导管螺旋桨桨毂处的速度矢量分布情况。（3）本文对全回转导管螺旋桨水动力性能的研究，由于试验资料缺省，根据其结构型式将其视为支架对后方导管螺旋桨的影响。利用Fluent软件分别计算了全回转导管螺旋桨在无偏转角、小偏转角为5°和10°、大偏转角为30°和45°不同状态下的水动力性能。全回转导管螺旋桨表面压力的分布与导管螺

7、旋桨规律相似。全回转螺旋桨随着角度的变化，其推力、转矩和推进效率等水动力特征参数也跟着变化。（4）利用SolidWorks软件建立一方型船尾模型，装配全回转导管螺旋桨，以便较好的模拟分析船后全回转导管螺旋桨所处流场情况。通过Fluent模拟计算，结果表明：受到船体伴流的影响，船后全回转导管螺旋桨的总推力、转矩及导管推力均比敞水下的计算值高，增幅率也随着进速系数的变大而变大。全回转螺旋桨的局部受力及轴向、径向和切向的速度分布均受到船体伴流的影响而发生改变。关键词：全回转螺旋桨；水动力性能；毂帽鳍；Abstr

8、actOurcountryhasabundantnaturalresourceswithalongcoastline,withthehigh-speeddevelopmentofeconomy,theexplorationtotheseaisspeedingupgradually.Thevessel,asanimportantcarriertosearesearch,isputforwardtohigherrequestofi