螺旋桨环流理论(升力线理论)设计

分别应用Morgan关于近似法的理论与Lerbs关于精确法的理论进行螺旋桨环流理论(升力线理论)设计,并将用2种方法分别计算得到的切向和轴向诱导速度、环量分布和升长系数进行对比。由计算结果得知二者相当接近,因而实际应用中在螺旋桨初步设计阶段可以使用近似法较为简便地进行估计。     

螺旋桨升力面设计边界条件的处理分析

本文对螺旋桨升力面设计方法中边界条件的处理问题进行了分析.通过对边界条件的不同处理方法进行实例计算,根据计算结果的比较来分析边界条件的不同简化方法对设计计算结果的影响.从而得出螺旋桨升力面设计所采用的合理边界条件处理方法.     

Comparative measurements on the flow structure of a marine propeller wake between an open free surface and closed surface flows

In order to investigate the effects of a free surface on the wake behind a rotating propeller, experiments were carried out in a circulating water channel for two cases: one with an open free surface and one with a closed free surface covered by a rigid plate. Four hundred instantaneous velocity fields were measured using a two-frame particle image velocimetry (PIV) technique at four different blade phases. These were ensemble-averaged to investigate the time-averaged flow structure in the near-wake region. For a surface ship, the flow behind the propeller is influenced by the hull wake and the free surface. The phase-averaged mean velocity fields show the potential wake and the viscous wake formed by the boundary layers developed on the blade surfaces. The interaction between the bilge vortices and the incoming flow along the ship’s hull deforms the wake structure. Tip vortices are generated periodically, and the slipstream contraction occurs in the near-wake region. The free surface was found to affect the axial velocity component and vortex structure behind the propeller. As the flow goes downstream, the tip and trailing vortices dissipate due to turbulent diffusion and active mixing with adjacent vortices.     

五叶调距桨的桨叶优化组合及整桨静平衡方法研究

主要进行了如下两个方面的研究：①列出了五叶调距桨的可能组合形式,给出了偏心距计算公式,据此可以得出具有最小偏心距的桨叶组合;②对现有规范中的整桨静平衡方法进行了拓展,给出了通过静平衡试验数据计算工艺装置的摩擦力矩和整桨偏心距的方法,弥补了原有方法的不足。对于螺旋桨的研制具有参考价值。     

Nonlinear hydroelastic behavior of propellers using a finite-element method and lifting surface theory

A finite-element method coupled with analysis of a noncavitating lifting surface was used to assess the performance of a marine propeller, including the thrust, torque, efficiency coefficients, and deflections. The formulation used displacements as unknowns in the structural part and the strength of the vortex as unknowns in the fluid part. A coupled matrix derived from the Bernoulli equation and hydrostatic pressure in terms of the strength, of the vortex enforced coupling between the fluid and the structure. The resulting matrix equation was unsymmetric and nonlinear; a Newton-Raphson procedure was used to solve this equation. The numerical results were compared with test data; computed and measured values agreed satisfactorily. We also investigated the effect of blade thickness on the performance and strength of the propeller. We did not consider the fatigue strengh of the propeller in this analysis.     

船舶螺旋桨流固耦合稳态求解算法

  目的  研究弹性螺旋桨在水流中的振动响应特性。  方法  基于CFD/FEM流固耦合方法,利用Work-bench平台中的ANSYS-CFX模块对螺旋桨进行双向流固耦合水动力求解,分析弹性螺旋桨变形及应力应变响应特性;考虑到流固耦合对固有特性的影响,利用ACT_Acoustic模块计算桨叶湿模态,结合弹性螺旋桨固有特性和流固耦合水动力结果进行弹性螺旋桨频谱分析。  结果  流固耦合水动力结果相较不考虑流固耦合的定常计算结果更接近试验回归曲线;与干模态相比,弹性螺旋桨前5阶湿模态固有频率减小19%~37%,且四阶和五阶干湿模态振型存在交错情况。频谱分析结果表明,水动力轴向推力和扭矩是弹性螺旋桨在流场中振动响应的主要影响因素,且主要引起弹性螺旋桨的一阶湿模态悬臂振动;桨叶面上,从叶梢处到导边和叶中部分,再到随边部分,最后到叶根处,结构响应逐渐降低。  结论  所做研究可为弹性螺旋桨流固耦合计算分析提供方法途径,也为螺旋桨流固耦合振动噪声分析打下了一定基础。     

螺旋桨设计中的自动绘图程序设计

分析了螺旋桨图形的特点,使用高级语言开发了软件,将螺旋桨设计结果直接生成AutoCAD可以接收的DXF形式的文件,大大提高了工作效率。     

船舶螺旋桨螺距测量计算装置设计

螺距的测量及计算是螺旋桨修理过程中最关键的环节之一,如何快速、准确地测量、计算出螺距就显得尤为重要。文中设计了一种船舶螺旋桨螺距测量装置,具有结构简单、易于安装、测量准确、工作高效等优点,因此这种新型的螺距测量装置是一种理想的、具有良好应用价值的螺距测量、计算装置。     

浅谈螺旋桨设计中的螺距修正

螺旋桨设计中,设计的螺旋桨的某些参数往往与所采用的图谱系列螺旋桨不同,必须对设计螺旋桨的螺距进行修正,才能使二者性能相同,文中对螺距修正方法进行了浅述。     

某舰螺旋桨修复技术研究与应用

文章介绍了某舰螺旋桨损坏情况和修理难点,遵循相关技术标准和修理经验,进行修复工艺设计,按照相关的技术要求制订修理步骤,并成功地修复了2只损坏严重的螺旋桨,修后试验和使用情况良好,取得了良好的经济效益。     

知识工程在全回转螺旋桨设计中的应用

针对全回转螺旋桨结构部件数量众多,其建模效率以及建模的准确性受到设计者知识经验的限制,提出了将知识工程应用于全回转螺旋桨设计的方法。该方法基于全回转螺旋桨设计的Access知识库,以Virtual C++6.0为开发平台对SolidWorks进行二次开发,实现智能化的全回转螺旋桨的设计与快速建模,提高了设计效率。根据全回转关键部位的设计实例,表明知识工程技术融入全回转螺旋桨的设计流程能够快速建立标准化模型,解决了设计建模中出现的问题,缩短了建模周期,提高了设计与建模的效率。     

兼顾船体加长的螺旋桨改造设计

我公司对某轮船体进行改造时,其艏艉线型不变,平行舯体加长,以便增加载重量,同时又要解决桨“重”的问题,这种情况以往不常见。经过对该轮原桨改造设计,坞修下水后试航及实航均良好,现将改造设计思想做一介绍,供同行参考。     

常规螺旋桨设计要点分析

综合分析了在螺旋桨设计过程中需要考虑的一些重点问题及解决方法。螺旋桨的设计是一个系统工程,须结合船、机、桨三者匹配关系,结合船的功能需求,抓住主要矛盾,力求设计出较为满意的螺旋桨。     

船用螺旋桨参数化绘图程序设计

根据螺旋桨总图的基本投影原理，提出了进行螺旋桨二维参数化绘图程序设计的方法，作为实例，作者在Auto CAD2000环境下用VBA语言编制了MAU型螺旋桨的参数化绘图程序。     

渔船螺旋桨设计软件系统

根据图谱法设计螺旋桨的方法原理,结合实践经验,开发了渔船螺旋桨设计软件系统.文章简单介绍了该软件系统开发过程和方法,并应用于两艘实际渔船.设计参数和渔船实际参数的比较显示,该系统能迅速、有效地完成渔船螺旋桨的设计,改善渔船螺旋桨设计以及渔船动力装置配备.     

大侧斜螺旋桨设计中的考虑

介绍船舶大侧斜螺旋桨的设计流程和桨的各主要要素确定原则，论述大侧斜螺旋桨强度问题及工程实用的校核方法，对目前大侧斜螺旋桨设计工作存在的薄弱环节提出改进措施。     

尾轴架设计与计算方法的探讨

  目的  为实现双臂艉轴架轻量化设计,  方法  通过对比分析国内现行规范和世界主要船级社关于艉轴架的相关尺寸要求,解读各规范之间的差异,从差异中寻找双臂艉轴架轻量化方法。根据规范之间的差异,选取与中国船级社（CCS）（海船）规范差异较大的挪威船级社-德意志劳氏船级社（DNV-GL）（船舶）规范,针对同一螺旋桨参数,分别根据各自规定的最小尺寸设计双臂艉轴架,采用相关标准规定校核各自的性能。  结果  结果表明,根据两规范进行尺寸设计的艉轴架强度和振动性能均符合要求,而按照DNV-GL（船舶）规范最小尺寸要求设计的艉轴架总质量轻约16.8%。  结论  采用DNV-GL规范设计艉轴架,能在一定程度上实现轻量化,为实际工程中艉轴架的轻量化设计提供思路。     

对转导管螺旋桨的水动力设计与分析

基于叶栅理论设计1台对转导管螺旋桨和1台单转子导管螺旋桨。采用商用CFD软件CFX对2个导管螺旋桨的流场进行模拟。结果表明,对转导管桨的推力与扭矩略大于单转子导管桨,但效率较低。对流场的分析发现,引起效率降低的主要原因为第二级转子增加了叶片表面流动损失。对转转子非定常受力的相位差很小,且脉动幅度在不同进速系数下几乎不变。对转转子的时均推力分配比例随进速系数而改变,在较低进速系数下,第二级转子推力较高,而在较高进速系数下,第一级转子推力较高。     

航速及螺旋桨要素程序设计

目前船舶设计中，普遍采用软件辅助完成，它可提高工作效率，缩短设计周期。航速与螺旋桨设计，我院主要用Excel表格完成，而Excel表格在处理工程计算和绘图功能方面并不是十分强大，需要经过输入数据、读图谱、计算、绘图、插值交替进行才能得到最终结果，计算过程繁琐且读图谱过程中容易造成人为的读数误差，因而要得到精确的结果十分不易。     

Kappel桨与传统螺旋桨噪声对比试验

为检验Kappel桨的噪声性能,在海军工程大学空泡水洞进行背景噪声测量及2种桨模噪声对比试验.本次试验共设计16组工况,分别测量2种桨在无空泡和有空泡时的噪声.由测量结果分析可知,海军工程大学空泡水洞的声学性能满足试验要求,噪声信号在1~20 kHz范围内可获得较高的信噪比.无空泡时,Kappel桨与传统桨的辐射噪声相当;在相同转速空泡数σ_n下,Kappel桨的空化辐射噪声高于传统螺旋桨的,同时观察其空泡形态,与传统螺旋桨相比Kappel桨的空泡形态要为剧烈,表明在空泡性能方面Kappel桨要低于传统螺旋桨,在Kappel桨的设计过程中应综合考虑螺距与拱弧的关系以改善Kappel桨的空泡性能.