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随着世界经济的发展和全球一体化进程的不断推进,船舶作为世界各国之间经济往来以及军事力量的主要载体,对于经济的发展和国防力量的提升起到重要的作用。目前全球经济发展的新形势,对船舶行业的发展和研究水平均提出了更高的要求,研究设计出具有更高效率、更高经济性的船舶,是各国研究人员孜孜以求的目标。螺旋桨作为船舶动力装置中的重要一部分,而动力装置一向有船舶“心脏”之称,是控制船舶运动的关键装置,所以螺旋桨的研究分析对于船舶设计、制造都起到重要作用,其性能的优劣直接影响到船舶动力、经济等性能的好坏。可调螺距螺旋桨作为螺旋桨特种推进器的一种,能够保证船舶在工况变化程度较大的航行环境中始终都能发挥出主机的最大功率,即保证螺旋桨能够在尽可能多的情况下吸收主机发出的功率,提高船舶的经济性、效率以及适用性。
本文选取10000DWT江海直达货船作为研究对象,进行船舶螺旋桨性能参数和船舶阻力性能的预报研究分析,在性能研究的基础上,探索参数化分析思路的可行性,设计开发参数化分析平台并选取算例进行验证,最后尝试通过数值仿真的方式分析调距桨的动态工作特性,为船舶的设计优化和航运方案的选定提供数据参考。针对上述研究目标,本文的主要研究内容如下:
介绍调距桨以及船体阻力的原理以及研究现状,提出文章研究思路和技术流程。完成螺旋桨以及船体三维模型的建立、网格划分等前处理过程,基于CFD技术分别预报螺旋桨性能参数以及船体阻力性能,并对CFD计算值与船模实验值进行对比分析,验证CFD技术进行预报工作的可行性。
根据CFD技术的计算结果,结合VB.NET平台,将各计算分析流程以及涉及到的工程软件(Solidworks、ANSYS等)集成为一体,基于Visual Basic语言设计开发专门的参数化分析软件,在可视化窗口中进行参数输入以及结果输出等操作,即实现分析过程参数化、快速化。并对软件计算值与模型试验结果进行对比分析,验证参数化分析思路的可行性和高效率性。
最后根据计算分析得到的船舶阻力性能以及螺旋桨性能的预报结果,基于MATLAB/Simulink建立船-桨子系统、柴油机子系统等数学模型,将各系统建立联系。模拟船舶在实际工况下,面对航行环境的变化,分析调距桨的动态工作特性,也为船舶实际航运以及船舶设计优化提供数据参考。
本文选取10000DWT江海直达货船作为研究对象,进行船舶螺旋桨性能参数和船舶阻力性能的预报研究分析,在性能研究的基础上,探索参数化分析思路的可行性,设计开发参数化分析平台并选取算例进行验证,最后尝试通过数值仿真的方式分析调距桨的动态工作特性,为船舶的设计优化和航运方案的选定提供数据参考。针对上述研究目标,本文的主要研究内容如下:
介绍调距桨以及船体阻力的原理以及研究现状,提出文章研究思路和技术流程。完成螺旋桨以及船体三维模型的建立、网格划分等前处理过程,基于CFD技术分别预报螺旋桨性能参数以及船体阻力性能,并对CFD计算值与船模实验值进行对比分析,验证CFD技术进行预报工作的可行性。
根据CFD技术的计算结果,结合VB.NET平台,将各计算分析流程以及涉及到的工程软件(Solidworks、ANSYS等)集成为一体,基于Visual Basic语言设计开发专门的参数化分析软件,在可视化窗口中进行参数输入以及结果输出等操作,即实现分析过程参数化、快速化。并对软件计算值与模型试验结果进行对比分析,验证参数化分析思路的可行性和高效率性。
最后根据计算分析得到的船舶阻力性能以及螺旋桨性能的预报结果,基于MATLAB/Simulink建立船-桨子系统、柴油机子系统等数学模型,将各系统建立联系。模拟船舶在实际工况下,面对航行环境的变化,分析调距桨的动态工作特性,也为船舶实际航运以及船舶设计优化提供数据参考。