吊舱推进器

摘要： 目前国内承建的吊舱推进船舶的吊舱设备主要依赖国外进口,但也逐渐开始国产化。吊舱推进轴系与传统桨轴系统轴系结构上有较大不同,如吊舱推进轴系较短而各段直径相差较大,材料也不尽相同,不能直接视为均质等截面轴,且受到的激励较多,研究其动力学特性及减振降噪,对于吊舱推进器研发阶段的低噪声设计具有重要意义。基于解析法,建立吊舱推进轴系的动力学模型,并通过与有限元法结果对比验证了方法的正确性。依据此模型,分析了轴承刚度、激励点、电机转轴尺寸对于受迫振动特性的影响。结果表明:轴承刚度的变化主要影响轴系中高阶共振峰的频率;在低频范围,螺旋桨的激励作用更加显著;电机转轴长度较长、直径与相邻轴段相差较大时,整体轴系在低频段会有更多振动响应。

摘要： [目的]为研究邮轮吊舱推进器组合式水力组件与其敞水性能间的相互映射关系,提出基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程的吊舱推进器水动力性能预报方法。[方法]以邮轮吊舱推进器缩比模型为研究对象,在深水拖曳水池中开展推进器敞水性能试验,对预报方法进行精度验证。通过仿真计算,分析吊舱推进器舱体形状、螺旋桨盘面比和桨叶数对吊舱推进器水动力性能的影响规律。[结果]结果表明:舱体形状对推进器敞水性能的影响较小;提高螺旋桨盘面比时,推进器的推力系数和敞水效率均先增后减,而转矩系数则在一定范围内随之增加;增加螺旋桨叶数时,推进器的推力系数、转矩系数和敞水效率均先增加后减小,而桨叶数对低进速系数下吊舱推进器敞水效率的影响较小。[结论]研究成果可为吊舱推进器的优化设计提供参考。

摘要： 在阅读大量国内外吊舱推进器的文献和报道的基础上,通过分析、归纳和总结,对吊舱推进器的优缺点进行了分析。总结了吊舱推进器水动力分析研究现状,归纳了吊舱电力推进系统中的关键技术,对国内的吊舱推进器研发、设计具有一定启发和指导作用。

摘要： 为了探讨吊舱推进器瞬时回转工况中的水动力性能,本文使用RANS方法,采用了SST k-ω 湍流模型对吊舱推进器所受载荷进行研究.螺旋桨模型选用右旋四叶桨,计算域使用切割体网格生成器对网格进行划分.吊舱推进器的运动采用了滑移网格的方法实现连续摆动;探讨了不同进速系数下的螺旋桨载荷特性,并且比较了吊舱推进器在瞬时回转工况中和稳定斜流工况下的水动力性能.数值模拟结果表明:与稳定斜流工况下相比,吊舱推进器在从左舷转向右舷的过程中推力系数更大.随着斜流角的增加,瞬时工况和稳定工况中下吊舱推进器所受载荷变化趋势一致.

摘要： 吊舱推进器在极地船舶中的应用,可避免冰区航行中转向、调头困难等操纵问题,是极地船舶广泛采用的推进形式.在冰?吊舱推进器切削过程中,吊舱推进器受到了极端冰载荷的作用,对吊舱推进器结构强度和极地船舶的安全性带来严重的危害.为了研究不同操纵状态的吊舱推进器与冰切削时冰载荷的变化规律,首先,详细介绍了近场动力学方法研究物体断裂问题的理论基础,分析该方法模拟冰材料的可行性.基于近场动力学方法和面元法耦合推导了适用于冰破碎问题模拟的材料破坏准则和冰载荷计算方法.其次,提出了不同操纵状态的吊舱推进器与冰的接触判断方法,建立了冰?吊舱推进器切削状态的数值计算模型,实现了冰?吊舱推进器切削动态变化过程的数值仿真.最后,分析了吊舱推进器在直航、斜航以及操舵状态与冰切削时冰块破碎、螺旋桨和桨叶冰载荷以及吊舱单元整体扭矩的变化情况.计算结果表明:本文提出的不同操纵状态的吊舱推进器与冰切削时的接触判断方法能够真实地模拟冰?吊舱推进器的切削过程,并能获得该过程中冰块的破坏现象和冰载荷变化特性,可为冰区海洋结构冰载荷数值预报技术的发展、冰区吊舱推进器结构的优化设计和运营提供指导.

摘要： [目的]为了提高吊舱推进极地船舶设计的针对性和适用性,需开展功率匹配研究.[方法]根据国外各类冰级划分规则和实船调研结果,明确不同冰级船舶在北极的四季可航范围.基于Lindqvist公式计算3艘极区典型吊舱推进船舶的冰阻力,从而估算吊舱推进船舶的需要功率.通过调研市场上较成熟的吊舱推进器产品,建立一种极地船舶吊舱推进器的初步选型方法.[结果]结合目前主流吊舱推进器的单机功率和布置型式,得出了各类船型在不同冰级下的功率匹配结果和初步选型建议.[结论]研究成果可为设计阶段的吊舱推进器选型工作提供参考.

摘要： 随着国际邮轮产业发展迅速,基于吊舱推进器良好的性能表现,各类邮轮大多采用吊舱推进器的推进方式.本文根据某豪华邮轮所采用的拖式吊舱推进器,通过特定的优化方法改变其螺旋桨螺距,得到2个不同参数的螺旋桨.通过模型实验和数值仿真方法,计算出原螺旋桨与优化后螺旋桨的敞水效率,有利于降低能耗,提高邮轮运营经济性.本文采用CFD软件Starccm+采用MFR方法,运用标准k-ε方程对2个不同参数的螺旋桨的吊舱推进器模型进行仿真计算,然后对其进行水池实验得出实验下吊舱推进器敞水效率.通过在多组推进速度情况下对比2个配有不同螺旋桨的吊舱推进器的敞水性能曲线寻找优化后螺旋桨的性能提升点.通过对吊舱推进器模型的仿真和实验的预测为实际吊舱推进器螺旋桨设计提供依据.

摘要： 为了通过水洞试验准确预测吊舱推进器的敞水性能,采用计算流体力学方法研究了阻塞比对拖式吊舱螺旋桨水动力性能的影响。首先,将不同尺度网格的计算结果与试验结果进行对比,验证了网格无关性和计算模型的可信性;然后,保持吊舱模型不变,设置不同尺度的水洞模型,模拟了不同阻塞比对吊舱螺旋桨水动力性能的影响。研究结果表明:阻塞比越小,吊舱螺旋桨的水动力性能越接近广水域工况;进速系数J0.8),吊舱整体对螺旋桨进流起减速作用,推力系数和扭矩系数随着阻塞比的增大而减小,进速系数越大,减小值越大。该研究为修正水洞试验数据、实现吊舱推进器敞水性能的准确预测提供了理论指导。

摘要： 本研究采用数值模拟方法研究了吊舱推进器回转动态水动力载荷特性,对比分析了回转速率为2r/min、4r/min和8r/min时吊舱推进器在一个回转周期内的六分力差异.模拟结果表明在吊舱推进器初始和末尾阶段,即回转角度较小时,此时回转速率对水动力性能影响较小;而随着回转角度的增加,吊舱推进器脉动力随回转速率增加而增加,并通过六分力曲线频谱分析,获得了不同叶倍频时脉动力的幅值差异.这将为吊舱推进器的设计和应用提供技术支持.

摘要： 本文基于RANS方法、SST湍流模型以及滑移网格技术,应用STAR-CCM+软件对斜流状态下的L型吊舱推进器的水动力性能进行了数值计算.对螺旋桨和吊舱单元的载荷随斜流角变化的关系进行了分析,本文的计算结果对斜流中的吊舱推进器水动力性能预报具有一定的借鉴意义.

摘要： 吊舱推进器兼具推进和操纵功能,通过模型试验研究了目标拖式吊舱推进器在±30°舵角范围内敞水工况下的水动力性能.通过三分力天平和吊舱动力仪测量了吊舱推进器单元的轴向力、侧向力、转舵力矩以及螺旋桨的推力、扭矩,分析了吊舱推进器水动力性能在不同舵角下的变化趋势,研究结果表明,吊舱推进器所受力和力矩受舵角的影响复杂,且受螺旋桨的旋转方向影响明显,所得的研究结论对吊舱推进器的设计及其在营运中的操作方式具有指导意义.

摘要： 对于拖式吊舱推进器而言,螺旋桨尾涡与吊舱之间往往会产生较强的相互干扰,这将导致吊舱受力产生波动,甚至在吊舱表面产生空泡或引起推进器振动.本文采用DES方法对拖式吊舱推进器的桨-舱干扰进行了数值模拟,并将其结果与同一套网格RANS方法所得到的结果进行比较.数值模拟采用了不同密度的两套网格.计算结果表明,两种模拟方法得到的螺旋桨以及推进器水动力性能十分相近,但不同的模拟方法及网格密度对吊舱侧向力的平均值及非定常变化幅值均有较大影响.采用DES模型及加密的网格可以模拟得到更强的尾涡.特别是在吊舱的下游,DES方法可以捕捉到更加复杂的涡结构,同时在支架的尾端得到更强的流动分离,导致支架尾端压力的强烈变化.

摘要： 建立混合对转桨吊舱推进系统数值模型,采用开源软件OpenFOAM和商业软件Star CCM+,采用滑移网格方法,分别对单独前桨、单独吊舱推进器以及混合对转桨吊舱推进系统在均匀来流中的水动力性能进行非定常数值模拟.将数值预报结果与模型敞水试验得到的试验数据进行比较分析,分析了混合对转桨吊舱推进系统前后桨间的相互影响作用,以及前后桨及吊舱的非定常水动力性能,研究结果表明,本文所用数值计算方法对混合对转桨吊舱推进系统水动力性能的预报具有较高的精度,可用于混合对转桨吊舱推进系统的优化设计中.

摘要： 吊舱推进器的螺旋桨与大锥度的桨毂、舱体、支架以及其他部件存在相互干扰.对单独螺旋桨以及整个吊舱推进器分别进行了模型试验,比较螺旋桨性能的差异,研究螺旋桨与其他部件的相互干扰.结果表明,舱体、支架等部件对螺旋桨的影响明显,螺旋桨尾流中的舱体与单独舱体阻力特性有明显差异,同时螺旋桨的性能也因为舱体等部件的存在而受到影响,吊舱推进器螺旋桨的设计需要综合考虑船体尾流和舱体等部件的影响,选择合适的设计工况.

摘要： 随着吊舱推进器在越来越多的船型上的成功应用,在设计阶段能够准确预报其水动力性能就成为设计部门和船东十分关注的问题之一.本文基于Numeca软件,对均匀流下某吊舱推进器的敞水性能进行了数值模拟,并与相应的试验结果进行了比较分析.结果显示,吊舱推进器单元的敞水计算结果与试验值吻合良好.在此基础上,考察吊舱、支架、尾鳍、叶片上的压力分布特性,桨盘面的速度矢量分布特点和吊舱推进器周围流场信息,分析吊舱各部件与螺旋桨的相互影响.

摘要： 本文采用RANS方法对吊舱推进器的尺度效应进行了数值研究.计算模型物面的周围设置了边界层网格,并根据不同尺度模型雷诺数的变化,调整第一层网格厚度,以确保壁面函数的正确使用.为了在确保网格质量的同时控制网格数量,吊舱部分流域采用结构网格划分,而桨叶部分流域则采用棱柱以及四面体网格划分.数值计算对象为拖式吊舱推进器,计算包括模型尺度到实尺度之间的一系列尺度.计算得到桨叶和单元的推力系数随雷诺数的升高而增大,而扭矩系数及吊舱阻力的随雷诺数的变化并不单调.吊舱的形状因子随雷诺数的升高而增大.

摘要： 船舶与海洋结构物绕流场的作用型式与作用机理对研究其力学与运动性能有着重要的意义,本研究基于粒子图像测速技术(Particle image velocimetry,PIV),以KCS船与某型吊舱推进器为研究对象分别对船舶标称伴流场与吊舱推进器J=0.1、0.5、0.9直航状态下3个截面绕流场进行了测量.通过KCS流场测量值与国际标准实验值对比显示出了PIV测量技术的准确性,吊舱直航状态不同进速系数下,由螺旋桨尾流速度差额可见螺旋桨与水流作用的激烈程度.螺旋桨尾流在舱体尾端位置具有明显的非对称性.

摘要： 推进方式是船舶设计初期需要首先考虑的问题,其对船舶性能有着重要的影响.随着船舶综合电力系统的发展,新型推进器如吊舱推进器、吊舱式CRP等已经得到成功应用.本文就电力推进的几种形式在推进性能、操纵性能以及船型和总布置上的特点进行了综合对比分析,在此基础上提出了吊舱推进器应用的关键技术,对不同类型的船舶适合采用何种推进形式给出了建议.

摘要： 吊舱式推进器的支撑装置，吊舱式推进器包括一个回转装置(40)和一个推进器支架(10)，推进器支架通过一个连接法兰(12)与回转装置固定连接，其特征在于，支撑装置包括一个支撑盘(20)和复数个支撑柱(22)。支撑盘包括一个配合孔(24)，该配合孔的内周能够抵靠推进器支架的周向外表面。各支撑柱的一端固定连接于支撑盘上，另一端能够固定连接于连接法兰。本发明提供的支撑装置，其具有简单的结构同时能够保证良好的转向性，能够有效降低生产成本。同时本发明还提供了具有上述支撑装置的吊舱式推进器。

摘要： 本发明涉及造船领域，尤其涉及特别是冰区航行船舶的船舶的吊舱式推进器的螺旋桨，其在冰可被穿越的结冰条件下提供向前和向后的移动，还为船舶提供转向，并涉及一种包括所述螺旋桨的吊舱式推进器。为了减轻吊舱式推进器的重量并由此降低其成本，螺旋桨包括螺旋桨毂和安装在螺旋桨毂上螺旋桨桨叶，螺旋桨毂制造成使其可以刚性地附装到螺旋桨轴的圆锥形尾件，每个螺旋桨桨叶包括制成一体件的桨叶叶片和桨叶凸缘。桨叶叶片经由圆角接头进入桨叶凸缘中，圆角接头在桨叶叶片紧邻圆角接头的横截面中形成桨叶可能损坏的最薄弱部分。桨叶凸缘的外表面在其经向横截面中具有朝着螺旋桨轴线向内弯曲的轮廓，以减小从所述桨叶叶片的横截面到螺旋桨轴线的距离。

摘要： 吊舱式推进器的支撑装置，吊舱式推进器包括一个回转装置(40)和一个推进器支架(10)，推进器支架通过一个连接法兰(12)与回转装置固定连接，其特征在于，支撑装置包括一个支撑盘(20)和复数个支撑柱(22)。支撑盘包括一个配合孔(24)，该配合孔的内周能够抵靠推进器支架的周向外表面。各支撑柱的一端固定连接于支撑盘上，另一端能够固定连接于连接法兰。本发明提供的支撑装置，其具有简单的结构同时能够保证良好的转向性，能够有效降低生产成本。同时本发明还提供了具有上述支撑装置的吊舱式推进器。

摘要： 本公开提供了一种吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法，属于吊舱推进器领域。所述吊舱推进器包括吊舱壳体、推进电机和螺旋桨，所述推进电机包括定子、转子和输出轴，所述定子为空心圆筒，所述吊舱壳体内设安装所述定子的空腔，所述空腔的内壁与所述定子的外壁接触，所述定子套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外，所述吊舱推进器还包括两个胀紧套，所述两个胀紧套分别套设于所述定子的两端，且所述两个胀紧套均夹设在所述空腔的内壁与所述定子的外壁之间。

摘要： 本发明的目的在于提供应用于吊舱推进器推进电机的开式冷却系统及控制方法，包括水箱、海水泵、冷却水泵、热交换器、推进电机，海水通过海水阀门连通海水泵，海水泵依次通过海水过滤器、水箱进水阀门连接水箱，水箱通过水箱出水阀门连接冷却水泵，冷却水泵连接热交换器，热交换器安装在推进电机的外部，控制器分别连接海水阀门、海水泵、水箱进水阀门、水箱出水阀门、冷却水泵，热交换器连接排水管道。本发明使用热容量更大的水来代替空气作为冷却介质，提高吊舱推进电机的冷却效果，降低电机的热负荷，提高电机的可靠性，还可根据推进器不同工况调整冷却效果，使推进电机始终工作在最佳的温度上。

摘要： 本发明公开了一种吊舱推进器推进轴系的径向冲击载荷模拟试验装置，包括底座以及对向设置在底座上的驱动端托架和非驱动端托架，驱动端托架后方依次设置有径向载荷加载装置和径向载荷加载驱动系统，非驱动端托架后方设置有被试轴系驱动系统；本发明可实现在旋转运行状态中对吊舱推进模块的转子、轴承、端盖、旋转密封、润滑系统等开展径向破冰载荷冲击模拟考核和性能评估。

摘要： 本发明公开了一种吊舱推进器推进轴系的冲击载荷模拟试验装置，包括底座以及设置在底座上的轴系托架、径向载荷加载装置、轴向载荷加载装置、载荷加载驱动系统以及被试轴系驱动系统；所述的轴系托架由对向设置的驱动端托架和非驱动端托架组成；本发明可实现在旋转运行状态中对吊舱推进模块的转子、轴承、端盖、旋转密封、润滑系统等以非接触的电磁力加载方式开展破冰载荷冲击模拟考核和性能评估。

摘要： 本公开提供了一种吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法，属于吊舱推进器领域。所述吊舱推进器包括吊舱壳体、推进电机和螺旋桨，所述推进电机包括定子、转子和输出轴，所述定子为空心圆筒，所述吊舱壳体内设安装所述定子的空腔，所述空腔的内壁与所述定子的外壁接触，所述定子套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外，所述吊舱推进器还包括两个胀紧套，所述两个胀紧套分别套设于所述定子的两端，且所述两个胀紧套均夹设在所述空腔的内壁与所述定子的外壁之间。

摘要： 本发明的目的在于提供应用于吊舱推进器推进电机的开式冷却系统及控制方法，包括水箱、海水泵、冷却水泵、热交换器、推进电机，海水通过海水阀门连通海水泵，海水泵依次通过海水过滤器、水箱进水阀门连接水箱，水箱通过水箱出水阀门连接冷却水泵，冷却水泵连接热交换器，热交换器安装在推进电机的外部，控制器分别连接海水阀门、海水泵、水箱进水阀门、水箱出水阀门、冷却水泵，热交换器连接排水管道。本发明使用热容量更大的水来代替空气作为冷却介质，提高吊舱推进电机的冷却效果，降低电机的热负荷，提高电机的可靠性，还可根据推进器不同工况调整冷却效果，使推进电机始终工作在最佳的温度上。

摘要： 本实用新型的目的在于提供应用于吊舱推进器推进电机的开式冷却系统，包括水箱、海水泵、冷却水泵、热交换器、推进电机，海水通过海水阀门连通海水泵，海水泵依次通过海水过滤器、水箱进水阀门连接水箱，水箱通过水箱出水阀门连接冷却水泵，冷却水泵连接热交换器，热交换器安装在推进电机的外部，控制器分别连接海水阀门、海水泵、水箱进水阀门、水箱出水阀门、冷却水泵，热交换器连接排水管道。本实用新型使用热容量更大的水来代替空气作为冷却介质，提高吊舱推进电机的冷却效果，降低电机的热负荷，提高电机的可靠性，还可根据推进器不同工况调整冷却效果，使推进电机始终工作在最佳的温度上。