敞水性能

摘要： 为了研究出更精准的螺旋桨敞水性能的数值计算方法,以DTMB P4119桨作为计算对象,通过求解RANS方程,讨论了不同网格密度、不同湍流模型对螺旋桨敞水性能计算精度的影响,分析了流场云图,并与现有试验值进行了对比。结果表明,文中所采用的计算方法是可靠的,对今后更复杂的船舶推进性能的数值研究能够提供一定的参考。

摘要： 为精准预测螺旋桨的敞水性能,以KP505型螺旋桨为计算模型,将计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法与移动参考系法和滑移网格法相结合,建立螺旋桨模型并对其敞水性能和流场特性进行仿真计算和分析。研究成果可为螺旋桨敞水性能的预测提供一定参考。

摘要： 构建4个侧体几何形状不同的三体风电运维船与螺旋桨组合模型方案,在螺旋桨敞水性能数值仿真的基础上,利用STAR-CCM+对船桨组合模型尾部流场(伴流分数)进行数值模拟,从而得到1-ω最小的侧体船型方案。所探究的螺旋桨敞水性能和船桨组合尾部流场数值仿真方法、得到的研究结果对三体船侧体形状设计和快速性研究具有一定的参考。

摘要： 作为特种船舶高速推进装置的大侧斜螺旋桨,凭借其侧斜角较大的特殊结构导致由螺旋桨引起的轴承力和表面力特性减小,这对于提升推进器的推进性能以及效率性能有着重大意义.采用基于RANS方程的CFD数值模拟方法,对某五叶大侧斜螺旋桨(侧斜角度为55°)进行水动力学仿真并与水池试验结果对比,结果显示仿真结果具备可靠性与精确性.以大侧斜螺旋桨的侧斜分布为变量,并以原型桨为基础且只改变其侧斜分布而建立3个大侧斜螺旋桨模型,侧斜角度分别为40°、50°和60°.然后,对3个不同侧斜角度的大侧斜螺旋桨进行了定常敞水特性水动力学仿真实验.实验结果表明,随着螺旋桨侧斜角度的增大,螺旋桨的推进性能和高效性能都有所提升.

摘要： 为了提高螺旋桨的推进效率,回收螺旋桨后大量旋转水流的能量损失,提出在桨后安装消涡助推叶轮,对螺旋桨和消涡助推叶轮组合系统进行敞水性能数值模拟,计算结果与螺旋桨敞水性能数值结果对比表明,加装消涡助推叶轮组合系统的推进效率提高9.113％.

摘要： 吊舱推进器具有模块化程度高、环保、机动性强和噪音低等优点,广泛应用于科研、军事和商业领域.目前吊舱推进器水动力性能研究工作主要基于模型试验及数值计算展开,但是吊舱推进器的复杂结构给其敞水性能由模型尺度外推到实尺度带来了困难.本文基于CFD方法研究了拉式吊舱推进器敞水性能的尺度效应.文中采用Rayleigh-Aver-aged Navier-Stokes (RANS)方法,结合两方程湍流模型,对拉式吊舱推进器的敞水性能进行数值模拟.通过计算不同尺度的吊舱推进器敞水特性,分析和总结了不同部件受力时的压力成份、摩擦成份和合力随尺度的变化规律,基于相关尺度效应规律提出了一种重点考虑非旋转部件摩擦阻力尺度效应的吊舱推进器敞水性能尺度效应修正方法,并将采用该修正方法的基于模型尺度数值的大尺度外推结果与大尺度RANS结果进行了对比验证.

摘要： 为实现船用螺旋桨快速、准确地三维建模,本文以KP505桨为例,基于CAESES软件提出了一种快速生成螺旋桨实体模型的方法.首先以Fortran编程语言为主体,通过输入螺旋桨的几何参数求解全局坐标系下桨叶表面网格点的空间坐标,然后采用Excel对空间坐标值进行二次处理得到符合CAESES的输入文件,将文件内容输入CAESES的feature中,执行相应的操作命令生成完整的螺旋桨实体模型,最后运用CFD方法对模型的敞水性能进行计算,通过与试验结果进行比对验证建模方法的准确性.结果表明:该方法能有效提高螺旋桨的建模效率,简化设计过程.

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： 本文基于RANS模拟与分析开展对转桨敞水性能尺度效应的数值研究.首先根据对转桨模型试验结果对计算方法进行了验证;然后将桨叶表面压力和摩擦力分布转换为叶剖面法向力和弦向力,对影响尺度效应的因素进行了分析.结果表明:压力的尺度效应不可忽略,主要导致实桨法向力及内半径弦向力减小;摩擦力的尺度效应仅导致实桨弦向力减小;二者的共同作用导致实桨推力变化不明显,而扭矩明显降低.

摘要： 计算流体力学(CFD)已经成为船舶设计和性能分析的主要工具,置信度分析是其应用过程中关键环节,为探索船舶流动数值计算的置信度分析技术,针对中国船舶科学研究中心开发的舰船快速性虚拟试验系统的螺旋桨虚拟试验模块PreFlup开展置信度分析.以螺旋桨敞水虚拟试验与物理试验结果的相对偏差为样本,统计分析大量样本的分布特性,获取虚拟试验的置信度水平.通过23只螺旋桨156个工况点的样本统计分析,PreFlup模块开展螺旋桨敞水性能虚拟试验达到90％置信度水平的置信区间为[-4％,4％].

摘要： 应用RANS方法研究B系列对转螺旋桨敞水性能,数值计算验证单桨和对转螺旋桨,研究不同湍流模型对数值结果的影响,分析研究对转螺旋桨桨距比和直径比的参数匹配问题,比较对转桨和单桨的敞水效率,剖析尾流场的变化情况,结果表明:RSM模型的数值精度较高,且选取桨距比和直径比合适的对转桨明显提高其推进效率,对转桨后桨具有吸收前桨轴向速度和尾涡能量,减小切向速度对流体扰动的影响,增加流经桨叶的流体动量,减少前桨尾流外直径,增加螺旋桨的推力,提高对转桨推进性能,具有工程实用性.

摘要： 螺旋桨敞水性能预报是船舶设计中的一个重要课题.本文的工作是利用基于开源平台OpenFOAM开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力CFD求解器-naoe-FOAM-os-SJTU,对应用于VLCC上的四叶螺旋桨敞水性能进行数值预报.采用基于重叠网格技术的单次法(Single-Run),能够一次性完成不同航速下的性能计算.为了验证单次法的有效性,本文也同时对三个工况下进行了额外的单点(Single-Point)计算.将CFD计算结果与模型实验结果进行比较分析.计算分析的结果验证了重叠网格技术在螺旋桨敞水性能预报中的可靠性和有效性,同时本文也对该螺旋桨的敞水性能、桨后涡结构进行了分析讨论.

摘要： 基于DES模型对不同进速系数下某导管桨尾涡结构演化进行数值模拟,采用滑移网格技术完成导管桨敞水性能数值计算.导管桨水动力性能计算结果与敞水试验结果吻合度较高,数值模拟具备较高可信度.通过对导管桨尾流场及尾涡空间结构分析发现:导管桨尾涡系主要由导管剪切层涡、叶片涡系及二次涡系.低进速系数状态下导管桨产生更强的流动扰动,相邻梢涡间产生的二次涡系与梢涡系产生相互干扰与融合,导管内壁区和桨毂区域涡强远大于其他区域;高进速系数状态下尾流剖面中产生连续的椭圆状涡结构,导管外壁区域产生不规则脱落涡导致梢涡轨迹为非规则螺旋线.导管桨尾涡结构与演化与独立螺旋桨螺旋状尾涡结构存在明显不同,叶片涡系、二次涡系及导管剪切层涡之间的相互干扰程度随着进速系数的变化而变化.

摘要： 对转桨相比于单桨,不仅具有较高的推进效率,还具有较好的空泡性能和较低的振动噪声,但由于前后桨的相互干扰,其推力和扭矩呈现非常明显的非定常特点.在前后桨不同叶数比下,对转桨的敞水性能具有不同的特征.目前,基于RANS方程,SST k-ω湍流模型和滑移网格方法的CFD方法已被广泛应用于螺旋桨敞水性能的研究中,此方法不仅具有相对较高的计算精度和效率,还可以获得较详细的流场,这有助于我们更深入更理性地认识对转桨的相互干扰以及后桨的节能机理.本研究首先分析了前、后桨叶数比为4∶4和4∶5的对转桨的敞水性能,推力和扭矩的预报结果与试验吻合良好,且两者的平均值差别在5％以内,但叶数比4∶4的对转桨的受力变化幅值相对较大,两者的变化频率皆和轴频、叶数成一定的关系.计算结果显示,对转桨的推进效率比单桨高10.2％左右,通过尾流场周向速度分布发现,对转桨的后桨可大幅度回收了前桨损失的周向涡动能.

摘要： CRP-POD推进器的转速比是性能分析的前提.首先进行模型自航试验,由试验确定转速比.而后应用CFD工具对CRP-POD推进器在不同转速比下的敞水性能进行数值模拟.由CFD结果可知,在给定功率比下,转速比在一定进速范围内变化相对较小,并且数值上与模型自航试验得到的结果相近.说明利用CFD工具可提前确定CRP-POD推进器的转速比,为模型试验提供参考,节省试验时间.最后分析了CRP-POD不同转速比的敞水效率特点,指导推进器的优化设计工作.

摘要： 针对给定大侧斜桨,通过对弦长分布进行等比例放大和缩小来改变盘面比,使改变后的桨与给定桨设计工况相同.基于商用RANS代码,利用结构化网格技术和流道计算模型对给定及优化后的大测斜桨开展了敞水水动力和流场的数值计算.得出了不同进速系数下的大侧斜桨敞水水动力计算结果,并进行了比较.

摘要： 本文选择某一全回转吊舱推进器为研究对象,运用任意网格面元法(AMI)CFD数值计算方法,计算采用的开源数值计算软件OpenFoam对全回转推进器非定常敞水水动力性能进行了研究分析.控制方程离散采用有限体积法,湍流模型选取SSTκ-ω模型,速度压力耦合采用PIMPLE算法求解.通过与试验结果比较,验证了基于OpenFoam的非定常数值计算方法在全回转推进器敞水性能预报的可靠性和有效性.

摘要： 针对风电安装船的自航及定位模式下入流速度的较大差异带来推力器设计问题,本文在对导管螺旋桨性能进行数值模拟和分析的基础上,尝试地提出新型可变形导管概念以符合两种模式下的性能要求.在研究中,首先,结合导管螺旋桨模型实验对本文基于CFD的数值仿真方法进行验证.然后,重点讨论了两种模式下推进器效率的评价标准.在此基础上,主要分析了不同导管长度、导管与螺旋桨之间的间隙、导管前后缘形状和导管和螺旋桨之相对位置等参数对导管桨敞水性能和推进效率的影响.针对风电安装船多操作模式下的节能目标,以定位模式下性能最优为目标进行导管外形设计,进一步通过提出的新型可变形导管概念使其在自航模式同样可以获得较优的性能.结果表明,新型可变形导管概念能够有效改善推力器性能,可以满足不同工况下节能的目标,为多工况下导管螺旋桨提供了新的研究参考.

摘要： 本文基于开源CFD软件OpenFOAM平台开展了大规模并行化计算方法的研究,针对DTMB 4119三叶螺旋桨敞水性能计算,比较分析了两种区域分解方法的并行计算性能,同时考察了并行计算核数、各子区域数据交换面数量、计算负载平衡以及计算网格规模等因素对并行计算性能的影响,最后选取74500DWT四叶螺旋桨、17000LNG五叶螺旋桨进行了进一步的验证考核.

摘要： 本发明提供一种活性能量射线固化型水性树脂组合物，其特征在于，是通过使丙烯酸类树脂(A)、聚异氰酸酯化合物(B)、和具有羟基的(甲基)丙烯酸酯(C)反应，使该反应物分散在水介质中而得到的，其中，所述丙烯酸类树脂(A)是将具有聚氧化烯基的丙烯酸类单体(a1)、具有羟基的丙烯酸类单体(a2)、以及除了上述丙烯酸类单体(a1)及丙烯酸类单体(a2)以外的丙烯酸类单体(a3)作为必需原料并进行共聚而得到的。该活性能量射线固化型水性树脂组合物的贮藏稳定性优异、而且其固化涂膜的外观良好、且即使热水浸渍后也具有与基材的高密合性，因而，可以适用于活性能量射线固化型水性涂料。

摘要： 一种拉链防水性能测试装置及防水性能测试方法，包括底座、试样架、喷水架和喷水头，底座上连接有支撑架一和支撑架二，支撑架一上方连接有横板，喷水架连接于横板上；所述试样架与支撑架二上端连接；所述喷水头外侧通过法兰盘与喷水架一侧端面连接；所述试样架表面设置有若干条安装凹槽；所述喷水架内部设置有若干列竖直排列的出水管道，出水管道外侧均连接有喷头，每列喷头对应一条安装凹槽。与现有技术相比，本发明的一种拉链防水性能测试装置及防水性能测试方法，通过在安装凹槽内设置吸水纸，拉链对应设置于安装凹槽外侧，喷头向拉链喷水进行测试；该测试装置结构测试准确，可同时测试多根拉链，通过吸水纸的变化辨别确定拉链是否透水、防水。

摘要： 本发明公开了一种沥青路面渗水性能测试装置及渗水性能测试方法，其中，测试装置包括组合使用的底盘部分和水箱部分，采用分体设计，所述底盘部分包括不锈钢底盘、橡胶密封垫片和配重铁环，在不锈钢底盘的中央处设置连通不锈钢底盘上下两侧空间的溢流通道；所述水箱部分包括水箱、盖子和塞子，其中，所述水箱底部设有盖子，所述盖子中央部位为易穿刺部，所述易穿刺部与所述刺部正对设置；所述水箱的顶部为圆锥形凹陷和灌水孔并在水箱侧壁上设置有透明材质的窗口，在窗口表面设有刻度尺。并提供了使用该装置的测试方法，本发明将底盘部分和水箱部分分开，将灌水和实验阶段分开进行，操作更加方便。

摘要： 本发明属于船舶与海洋工程水动力学试验技术领域，具体涉及一种水翼模型敞水性能试验装置。包括支撑结构、水翼运动控制系统、测控系统及水翼定位系统(假底)。所述水翼模型敞水性能试验装置的支撑结构需要固定于循环水槽之上，水翼运动控制系统通过支撑架构置于水槽上方，水翼定位系统(假底)用于配合所述装置。本发明用于循环水槽等实验室设施进行水翼绕流试验，通过升降杆系和旋转机构控制试验模型的升沉与转动。水翼模型敞水性能试验装置具有设计合理、结构简洁、操作简便、精度高、造假低、易于加工和安装、适于的水翼模型范围广等特点，可用于开展相关的科研、教学及工程性的水翼模型试验。

摘要： 本发明属于船舶与海洋工程水动力学试验技术领域，具体涉及一种水翼模型敞水性能试验装置。包括支撑结构、水翼运动控制系统、测控系统及水翼定位系统(假底)。所述水翼模型敞水性能试验装置的支撑结构需要固定于循环水槽之上，水翼运动控制系统通过支撑架构置于水槽上方，水翼定位系统(假底)用于配合所述装置。本发明用于循环水槽等实验室设施进行水翼绕流试验，通过升降杆系和旋转机构控制试验模型的升沉与转动。水翼模型敞水性能试验装置具有设计合理、结构简洁、操作简便、精度高、造假低、易于加工和安装、适于的水翼模型范围广等特点，可用于开展相关的科研、教学及工程性的水翼模型试验。

摘要： 本发明提出一种基于螺旋桨高效建模的敞水性能仿真方法，通过Fortran程序实现螺旋桨型值点二维到三维的坐标变换，自动输出PROE软件建模的各切面型线ibl文件，执行PROE建模螺旋桨的脚本，自动拟合曲面完成快速建模；基于螺旋桨三维模型，利用STARCCM+建立了螺旋桨定常水动力性能的高精度数值预报方法，本发明能够高效准确建立螺旋桨三维模型，重复性好，计算精度高。

摘要： 本发明提供一种导管型螺旋桨敞水性能辅助测量装置，包括杆架，还包括横向导轨、纵向导轨、导轨连接器、传感器和导管，横向导轨安装在杆架上，导轨连接器为两个相互垂直的导套，纵向导轨通过导轨连接器连接到横向导轨上，传感器安装在纵向导轨上，导管安装在纵向导轨的下端。本发明用于结合敞水动力仪，实现对导管推力和扭矩的测量，以绘制敞水效率曲线。

摘要： 本发明公开了一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，涉及推进器测试装置领域，包括泵喷推进器转子，所述泵喷推进器转子设置在横向传动轴的输出端上，横向传动轴的输入端上安装有从动锥齿轮，从动锥齿轮通过主动锥齿轮带动，主动锥齿轮安装在纵向传动轴的输出端，纵向传动轴的输入端与电机通过联轴器连接；电机设置在测试小车上，测试小车置于外固定架上，预紧弹簧和压力传感器设置在测试小车的两端，且压力传感器设置的位置与从动锥齿轮作用于主动锥齿轮的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴上还设置有动力仪。本发明结构设置精巧，工作稳定，可准确测试泵喷推进器的敞水性能，可广泛应用于泵喷推进器敞水性能试验。

摘要： 本实用新型公开了一种兼顾敞水性能的破冰船艏部结构，所述船艏部包括船艏上部、船艏中部和船艏下部，所述艏部上部为直艏或艏部上部向前倾斜，且倾角角度为70°～90°；所述船艏中部为向下倾斜的破冰刃，所述破冰刃的倾角角度20°～30°；所述船艏下部为直艏。本实用新型中船艏上部为直艏或微前倾形式有利于施工建造；破冰航行时，船艏中部的斜艏将平整冰破碎，碎冰沿着船体两侧排开；船艏下部直艏可以防止碎冰向船底进一步滑动进而冲击艉部螺旋桨，同时敞水条件航行时，艏部下部直艏可以降低常规破冰型斜艏的恶化效果。因此，本实用新型可以兼顾破冰性能和敞水性能。

摘要： 本实用新型公开了一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，涉及推进器测试装置领域，包括泵喷推进器转子，所述泵喷推进器转子设置在横向传动轴的输出端上，横向传动轴的输入端上安装有从动锥齿轮，从动锥齿轮通过主动锥齿轮带动，主动锥齿轮安装在纵向传动轴的输出端，纵向传动轴的输入端与电机通过联轴器连接；电机设置在测试小车上，测试小车置于外固定架上，预紧弹簧和压力传感器设置在测试小车的两端，且压力传感器设置的位置与从动锥齿轮作用于主动锥齿轮的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴上还设置有动力仪。本实用新型结构设置精巧，工作稳定，可准确测试泵喷推进器的敞水性能，可广泛应用于泵喷推进器敞水性能试验。