前置预旋定子的最佳设计环量研究 被引量：5

1

作者 凌乃俊 苗飞 黄国富 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期74-81,共8页

前置预旋定子设计的关键是该定子设计环量的选取,这直接关系到它的节能效果。以一艘7万吨级散货船为例,应用升力线理论引入环量加权因子,借助CFD性能预报分析前置预旋定子设计环量对节能效果的影响,并获得最佳设计环量。在水池进行了快... 前置预旋定子设计的关键是该定子设计环量的选取,这直接关系到它的节能效果。以一艘7万吨级散货船为例,应用升力线理论引入环量加权因子,借助CFD性能预报分析前置预旋定子设计环量对节能效果的影响,并获得最佳设计环量。在水池进行了快速性对比试验。试验结果验证了设计方法的可行性,按最佳设计环量加权因子设计的前置预旋定子在设计点可节能4.54%,效果显著。 展开更多

关键词 前置预旋定子 节能装置 设计环量 CFD

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前置预旋定子的剖面设计 被引量：4

2

作者 苗飞 黄国富 黄树权 《船海工程》 北大核心 2017年第4期130-133,共4页

分析前置预旋定子叶剖面阻力特性,提出一种新型的叶剖面设计方法,基于CFD数值计算,给出叶剖面翼型的水动力性能图谱,以一艘常规散货船为目标开展基于新型叶剖面的前置预旋定子方案设计。船模试验证实设计方案的可行性。

关键词 前置预旋定子 剖面设计 船舶尾流场 CFD 节能装置

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船舶艉流场受预旋定子影响试验研究 被引量：2

3

作者 郭春雨 徐鹏 +2 位作者 韩阳 王超 郭欣雨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1395-1402,共8页

为探究船舶艉流场流动机理以及节能附体节能机理,本文以某散货船缩比模型为研究对象,在哈尔滨工程大学船模拖曳水池大型利用粒子图像测速系统开展艉流场测量试验。首先对有/无前置预旋定子的艉部伴流场分别进行了三向伴流测量试验,展现... 为探究船舶艉流场流动机理以及节能附体节能机理,本文以某散货船缩比模型为研究对象,在哈尔滨工程大学船模拖曳水池大型利用粒子图像测速系统开展艉流场测量试验。首先对有/无前置预旋定子的艉部伴流场分别进行了三向伴流测量试验,展现出前置预旋定子周围的流动结构,对比有/无前置预旋定子的艉流场轴向速度分布、周向速度分布、旋涡分布并提取不同半径处的轴向速度,阐述了前置预旋定子对艉流场的影响及其节能机理。研究表明:预旋定子能够在桨前产生与桨旋向方向相反的预旋流,定子中下方叶片对流场分布的影响较大,造成附近速度峰值角度偏移、峰值增加,桨盘面流体的进流速度增加,从而改善伴流条件,提升推进性能。 展开更多

关键词 船舶艉流场 前置预旋定子 水下Stereo-PIV 预旋流 速度场 涡量场 散货船 舭涡 毂帽涡

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泵喷式推进器数值模拟及尺度效应分析 被引量：3

4

作者 阳峻 冯大奎 +2 位作者 张航 余嘉威 周宇杰 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期91-99,共9页

研究了由前置定子、转子和导管组成的泵喷推进器的敞水特性和流动干扰,数值模拟两种不同尺度推进器的流动特性,分析各组成部分的尺度效应.数值方法采用自研的CFD软件HUST-Ship,使用结构化重叠网格对求解域进行离散,用有限差分法对SST k... 研究了由前置定子、转子和导管组成的泵喷推进器的敞水特性和流动干扰,数值模拟两种不同尺度推进器的流动特性,分析各组成部分的尺度效应.数值方法采用自研的CFD软件HUST-Ship,使用结构化重叠网格对求解域进行离散,用有限差分法对SST k-ω湍流模型进行数值离散.分别监测转子、前置定子、导管上的推力系数和转矩系数,小尺度下的数值计算结果与试验数据吻合良好.为了分析不同尺度下的差异,数值模拟了大尺度模型,并进行了网格独立性和时间步长独立性的验证.对比不同尺度的计算结果,并分析大、小尺度的无因次速度场和压力场,发现推进器各部分均存在尺度效应. 展开更多

关键词 前置定子 泵喷推进器 尺度效应 结构化重叠网格

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带前置定子导管桨非定常力特性计算分析 被引量：2

5

作者 王磊 唐登海 刘登成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期175-182,共8页

本文采用数值求解RANS方程的方法对带前置定子导管桨进行了数值模拟,计算了非均匀来流下带前置定子导管桨的非定常力,研究了来流周期数和转定子叶数对带前置定子导管桨转子非定常力的影响规律。结果表明:转子的非定常力主要由转子的进... 本文采用数值求解RANS方程的方法对带前置定子导管桨进行了数值模拟,计算了非均匀来流下带前置定子导管桨的非定常力,研究了来流周期数和转定子叶数对带前置定子导管桨转子非定常力的影响规律。结果表明:转子的非定常力主要由转子的进流决定;转子的进流同时受到非均匀来流和定子叶片数的影响;高周期数的非均匀来流诱导的非定常侧向力幅度要小于相同脉动幅度的低周期数的非均匀来流诱导的非定常侧向力幅度;转定子叶数要适配以减小转子的非定常力。本文的研究结果可为低激振导管桨设计及其非定常力特性分析提供基础。 展开更多

关键词 导管桨 前置定子 转子 非定常力

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基于升力面理论的螺旋桨预旋定子优化 被引量：2

6

作者 韩聪 傅慧萍 马宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1733-1739,共7页

为了获得船舶最佳节能效果,螺旋桨前置预旋节能定子的参数化设计很有必要。本文基于升力面理论与CFD数值模拟,对模型尺度下的某10 000 TEU集装箱船的自航性能进行了数值模拟和节能定子优化设计。通过改变定子叶片的偏转角度,获得了不同... 为了获得船舶最佳节能效果,螺旋桨前置预旋节能定子的参数化设计很有必要。本文基于升力面理论与CFD数值模拟,对模型尺度下的某10 000 TEU集装箱船的自航性能进行了数值模拟和节能定子优化设计。通过改变定子叶片的偏转角度,获得了不同形式的定子,并分别计算了各种定子形式下的自航因子。同时采用升力面方法计算了自航状态下各定子与螺旋桨的数值环量,分析了船身效率、相对旋转效率及推进效率随定子与螺旋桨环量比的变化趋势。通过比较不同定子形式下螺旋桨的推进效率,得出了预旋定子相对螺旋桨环量的最优环量比值范围在70%～80%,为定子的优化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 船舶 自航 螺旋桨 预旋定子 优化设计 升力面理论

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前置定子叶片周向弯曲对导管桨非定常特性的影响 被引量：2

7

作者 赵威 刘敏 +1 位作者 彭旭 陈明 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期24-32,共9页

采用数值计算方法研究了均匀来流下定子叶片周向弯曲对前置定子导管桨非定常特性的影响。首先通过对比计算结果和试验结果,验证了数值计算方法的可靠性。再采用该方法对不同型式的定子周向弯曲开展了非定常力分析。计算结果表明,定子弯... 采用数值计算方法研究了均匀来流下定子叶片周向弯曲对前置定子导管桨非定常特性的影响。首先通过对比计算结果和试验结果,验证了数值计算方法的可靠性。再采用该方法对不同型式的定子周向弯曲开展了非定常力分析。计算结果表明,定子弯曲对效率影响不大,但是对非定常特性影响明显。转子推力脉动峰值频率为叶频及其倍频,定子周向弯曲后转子推力脉动幅值均减小,后弯10°时转子推力脉动幅值降低46%。 展开更多

关键词 导管桨 前置定子 非定常特性 叶频

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基于实海域模型试验的组合节能附体效果研究

8

作者 郭春雨 钟祥海 +1 位作者 赵大刚 郭航 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期43-48,共6页

为了减小在评估水动力组合附体节能效果时存在的尺度效应和海浪环境的影响,以安装有导流鳍-舵球组合节能附体的矿砂船模为研究对象,设计了一套能对螺旋桨推进性能等航行数据进行监测和分析的综合测试系统,并在黄海北部海域先后开展了静... 为了减小在评估水动力组合附体节能效果时存在的尺度效应和海浪环境的影响,以安装有导流鳍-舵球组合节能附体的矿砂船模为研究对象,设计了一套能对螺旋桨推进性能等航行数据进行监测和分析的综合测试系统,并在黄海北部海域先后开展了静水和波浪环境中的实海域自航试验,对不同浪高、浪向下组合附体对螺旋桨推进性能的影响进行了分析.试验结果表明:在不同波浪环境下,组合节能附体会对螺旋桨的推力和扭矩产生不同的影响,最大可使螺旋桨的推力增加15%~17%,扭矩下降3%~7%. 展开更多

关键词 实海域 自航试验 推进性能 导流鳍 舵球

原文传递

基于CFD的某化学品船预旋定子优化 被引量：1

9

作者 韩聪 傅慧萍 +1 位作者 马宁 杨晨俊 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期78-83,共6页

基于CFD通用软件FLUENT,对模型尺度下配置了舵球鳍和预旋定子的某55k DWT化学品船的自航性能进行数值模拟。通过推进效率的提高对定子的节能效果进行评估,并且几乎所有的自航因子在加定子后的变化趋势(如:转速降低、推力减额和伴流分数... 基于CFD通用软件FLUENT,对模型尺度下配置了舵球鳍和预旋定子的某55k DWT化学品船的自航性能进行数值模拟。通过推进效率的提高对定子的节能效果进行评估,并且几乎所有的自航因子在加定子后的变化趋势(如:转速降低、推力减额和伴流分数增大)计算结果都与试验结果一致。尾流能量分析进一步验证了定子的节能效果:可有效减少尾流中的动能。之后进行基于CFD的预旋定子优化,对原型之外的3个改型设计进行的数值模拟结果显示:这些改型定子的节能效果依次递增;推进效率最高的改型相对于无定子情形,其在桨前的动能增加最大,在桨后的动能减少也最大。 展开更多

关键词 预旋定子 节能 自航 优化

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前置预旋定子强度分析方法研究

10

作者 夏灏超 吴赞 +1 位作者 张海华 黄树权 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第5期73-77,共5页

前置预旋定子是一种水动力性能良好的节能装置,目前没有一种明确的结构强度分析方法。本文以1艘4万吨散货船前置预旋定子为研究对象,针对前置预旋定子航行状态分析,确定了前置预旋定子载荷计算方法。并在此基础上对所设计的定子结构进... 前置预旋定子是一种水动力性能良好的节能装置,目前没有一种明确的结构强度分析方法。本文以1艘4万吨散货船前置预旋定子为研究对象,针对前置预旋定子航行状态分析,确定了前置预旋定子载荷计算方法。并在此基础上对所设计的定子结构进行振动和强度校核。本文所提出的定子结构强度分析方法还可以应用于同类节能装置的强度校核。 展开更多

关键词 前置预旋定子 节能装置 有限元 强度分析

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PCTC节能附体数值模拟研究

11

作者 黄珍平 高玉玲 陈晓莹 《上海船舶运输科学研究所学报》 2017年第2期19-24,共6页

为提高船舶的推进效率,采用节能附体是一种有效手段。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值计算对一艘万车汽车运输船(Pure Car/Truck Carrier,PCTC)加装预旋定子后的阻力、伴流和推进进行分析。结果表明,数值计... 为提高船舶的推进效率,采用节能附体是一种有效手段。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值计算对一艘万车汽车运输船(Pure Car/Truck Carrier,PCTC)加装预旋定子后的阻力、伴流和推进进行分析。结果表明,数值计算与模型试验吻合度较好,定子能带来3%~4%的效率提高。此外,从桨叶剖面入流的角度分析定子影响螺旋桨推力扭矩的原因。 展开更多

关键词 汽车运输船 预旋定子 节能附体 数值模拟

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带前置定子的导管桨片空泡数值预报及梢涡空泡起始判别研究 被引量：1

12

作者 方国强 钱正芳 蒋靖伟 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第5期26-29,共4页

对水下航行体后带前置定子的导管桨片空泡和梢涡空泡起始进行研究。首先,采用基于混合网格的RANS求解器结合Singal空泡模型,数值模拟带前置定子导管桨片空泡形态,并与试验结果进行对比,预报的片空泡形态与试验结果吻合良好,表明用该方... 对水下航行体后带前置定子的导管桨片空泡和梢涡空泡起始进行研究。首先,采用基于混合网格的RANS求解器结合Singal空泡模型,数值模拟带前置定子导管桨片空泡形态,并与试验结果进行对比,预报的片空泡形态与试验结果吻合良好,表明用该方法预报水下航行体后带前置定子导管桨片空泡可行;其次,对水下航行体后带前置定子的导管桨多个方案全湿流动进行了数值模拟,通过梢部端面的最小压力值判断空泡起始,与试验结果进行比对,其吻合良好,表明可用该方法判别梢涡空泡起始。 展开更多

关键词 带前置定子的导管桨 片空泡 梢涡空泡起始 数值预报

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网格变形控制技术在带前置定子导管桨水动力优化设计中的应用

13

作者 刘敏 张宁 +2 位作者 高同兵 闫学琳 陈小宁 《舰船科学技术》 2011年第12期19-23,共5页

应用网格变形控制技术,对带前置定子导管桨进行了转动叶片水动力外形的优化设计研究,优化方案的敞水效率较原始方案提高了2%,并能显著减弱叶梢流动的分离现象。优化结果表明,基于网格变形控制技术的网格重构方法能在保证网格相似性的条... 应用网格变形控制技术,对带前置定子导管桨进行了转动叶片水动力外形的优化设计研究,优化方案的敞水效率较原始方案提高了2%,并能显著减弱叶梢流动的分离现象。优化结果表明,基于网格变形控制技术的网格重构方法能在保证网格相似性的条件下,解决多方案网格自动生成的难题,便于进行组合式推进器的水动力性能优化设计。 展开更多

关键词 网格变形控制技术 带前置定子导管桨 水动力优化设计

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径向预旋系统温降与流阻特性的数值研究 被引量：5

14

作者 张建超 王锁芳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2284-2291,共8页

为了探索"预旋降温效应"在航空发动机中应用的新形式,研究径向预旋结构的温降和流阻特性,对径向预旋系统结构的简化模型进行了数值模拟,通过实验验证了数值方法,分析模型内部的流动结构,获得旋转雷诺数和无量纲质量流量对径... 为了探索"预旋降温效应"在航空发动机中应用的新形式,研究径向预旋结构的温降和流阻特性,对径向预旋系统结构的简化模型进行了数值模拟,通过实验验证了数值方法,分析模型内部的流动结构,获得旋转雷诺数和无量纲质量流量对径向预旋系统温降和流阻特性的影响规律.结果表明:数值计算得到的结果与实验值趋势一致,最大相对误差不超过20%.计算的参数范围内,当流经径向预旋系统的冷气质量流量一定时,气流温降和压降均随旋转雷诺数的增大而降低;当径向预旋系统工作的旋转雷诺数一定时,气流温降和压降均随无量纲质量流量的增大而增加. 展开更多

关键词 径向预旋 转静系 流阻 温降 旋流比

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不同盘面粗糙度对低转速多支路预旋盘腔流动特性影响的研究

15

作者 姚钰龙 牛夕莹 +1 位作者 王川 胡博 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-22,共14页

在转静盘腔实际工作中,盘面的粗糙度对气体预旋比、流量系数、压力系数、转矩系数和轴向力系数的影响很大。为了得到低转速预旋盘腔中不同盘面粗糙产生的影响,本文采用ANSYS CFX 19.2进行数值模拟并通过实验验证其准确性。在几何模型固... 在转静盘腔实际工作中,盘面的粗糙度对气体预旋比、流量系数、压力系数、转矩系数和轴向力系数的影响很大。为了得到低转速预旋盘腔中不同盘面粗糙产生的影响,本文采用ANSYS CFX 19.2进行数值模拟并通过实验验证其准确性。在几何模型固定情况下通过改变出流支路数、转盘转速(1 000~3 000 r/min)和粗糙度程度(0~50μm),研究转盘、静盘和转静盘粗糙工况下的盘腔主要无量纲准则数。结果表明:多支路出流会一定程度提高预旋盘腔内的流动效果,并且转盘和静盘粗糙产生的边界层不同会导致对相关系数的影响不一样。当转静盘均粗糙时,在对气体预旋比和转矩系数的影响中,转盘粗糙占主导作用;而对压力系数和轴向力系数的影响中,静盘粗糙占主导作用。 展开更多

关键词 低转速 预旋盘腔 粗糙度 流量系数 气体预旋比 压力系数 转矩系数 轴向力系数

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腔体高度对中压涡流冷却的影响

16

作者 周代伟 孙翀 +1 位作者 竺晓程 杜朝辉 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期49-55,75,共8页

针对超超临界汽轮机组中压涡流冷却腔室,基于数值计算得到其不同特征平面上的速度、总焓、温度以及轮毂面温度分布,并对比了冷却涡流腔室高度对转子表面冷却效果的影响。研究表明:在转子静止时,轮毂面温度为恢复温度,随着腔室高度从56.1... 针对超超临界汽轮机组中压涡流冷却腔室,基于数值计算得到其不同特征平面上的速度、总焓、温度以及轮毂面温度分布,并对比了冷却涡流腔室高度对转子表面冷却效果的影响。研究表明:在转子静止时,轮毂面温度为恢复温度,随着腔室高度从56.15 mm逐渐降低至26.15 mm,腔室冷却效果逐渐增强,最大冷却量可达5 K;在转子以3000 r/min旋转时,轮毂面温度为相对总温,冷却效果较转子静止时显著增强,但受腔室高度改变影响较小,冷却量都为13 K左右。 展开更多

关键词 超超临界机组 中压涡流冷却 恢复温度 相对总温

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