螺旋桨毂帽鳍节能装置的数值评估与试验研究 被引量：15

1

作者 马艳 辛公正 +1 位作者 施小勇 黄国富 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第A01期7-18,共12页

对螺旋桨毂帽鳍装置的节能效果采用粘流CFD数值模拟与模型试验的方法进行了评估。利用CFD数值工具对毂帽鳍的节能机理、螺旋桨与毂帽鳍的相互作用,以及雷诺数对节能效果评估的影响进行了详细研究。研究表明,在将桨毂、毂帽鳍和桨叶看作... 对螺旋桨毂帽鳍装置的节能效果采用粘流CFD数值模拟与模型试验的方法进行了评估。利用CFD数值工具对毂帽鳍的节能机理、螺旋桨与毂帽鳍的相互作用,以及雷诺数对节能效果评估的影响进行了详细研究。研究表明,在将桨毂、毂帽鳍和桨叶看作一个系统来考虑时,才能定量评估出节能效果。毂帽鳍对整个系统总推力影响很小,对总扭矩显著减小,从而效率增加。实型尺度雷诺数下毂帽鳍计算得到的节能效果更高,这间接证实了毂帽鳍实船节能效果可能比模型试验节能效果更显著。 展开更多

关键词 螺旋桨 毂帽鳍 CFD 模型试验 增效评估

下载PDF 职称材料

螺旋桨毂帽鳍性能计算与形状决定 被引量：8

2

作者 胡志安 周汉仁 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1991年第3期103-111,共9页

螺旋桨毂帽鳍是一种新的船用节能推进形式,本文依据升力线理论,提出了螺旋桨串列涡轮(毂帽鳍)的一种理论计算方法。文中附有计算实例,结果表明实验效果相符。

关键词 毂帽鳍 螺旋桨 节能 船舶推进

下载PDF 职称材料

基于RANS法螺旋桨毂帽鳍水动力性能数值研究 被引量：6

3

作者 胡俊明 李铁骊 +1 位作者 林焰 郭灯 《船海工程》 北大核心 2015年第1期52-55,59,共5页

分析研究螺旋桨毂帽鳍水动力性能,应用RANS法处理数值粘性流场,数值过程采用FORTRAN语言处理螺旋桨毂帽鳍型值点数据格式以导入GAMBIT前处理软件进行建模。对DTMB4119桨数值计算验证和加鳍后其安装角对桨效率变化的影响,研究其尾流、压... 分析研究螺旋桨毂帽鳍水动力性能,应用RANS法处理数值粘性流场,数值过程采用FORTRAN语言处理螺旋桨毂帽鳍型值点数据格式以导入GAMBIT前处理软件进行建模。对DTMB4119桨数值计算验证和加鳍后其安装角对桨效率变化的影响,研究其尾流、压力分布等状况,结果表明,合理的安装角明显提高其推进效率,毂帽鳍对流经螺旋桨的流体有一定的阻滞作用,且具有降低尾流速度以减小毂涡形成和增加推力,同时产生转向相同转矩以提高推进性能,具有工程实用性。 展开更多

关键词 RANS法 螺旋桨 毂帽鳍 水动力性能 数值模拟

下载PDF 职称材料

螺旋桨与毂帽鳍集成一体化优化设计方法研究 被引量：6

4

作者 马骋 蔡昊鹏 +2 位作者 钱正芳 陈科 吴一红 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期101-107,共7页

螺旋桨毂帽鳍能够回收部分螺旋桨旋转尾流能量、消除螺旋桨桨毂后端的低压区,是一种有效的节能装置。论文中,螺旋桨与毂帽鳍作为一个整体进行一体化优化设计,并在设计过程中融入桨叶根部加载的设计思想。桨叶根部适当加载,可均匀螺旋桨... 螺旋桨毂帽鳍能够回收部分螺旋桨旋转尾流能量、消除螺旋桨桨毂后端的低压区,是一种有效的节能装置。论文中,螺旋桨与毂帽鳍作为一个整体进行一体化优化设计,并在设计过程中融入桨叶根部加载的设计思想。桨叶根部适当加载,可均匀螺旋桨径向载荷,减小螺旋桨激励力,并有利于抑制梢涡产生;毂帽鳍可用以消除毂涡,并提供附加推力。论文通过势流理论、粘性CFD技术和改进的粒子群优化算法及模型敞水试验来进行设计方法的研究。提出理论设计与数值优化设计相融合的螺旋桨与毂帽鳍一体化优化设计方法。设计方案的模型试验结果表明,设计的螺旋桨与毂帽鳍具有更高的整体推进效率;设计方法是有效、可靠、实用的。 展开更多

关键词 毂帽鳍 叶根加载 一体化设计

下载PDF 职称材料

毂帽鳍设计方法(英文) 被引量：5

5

作者 李鹏程 周伟新 董世汤 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期19-27,共9页

毂帽鳍是一种通过回收螺旋桨毂涡旋转能量来达到节能效果的装置,目前尚无工程适用的理论设计方法。论文在毂帽鳍机理分析的基础之上,建立了一种基于粘流CFD流场分析的毂帽鳍理论设计方法,以最大程度降低螺旋桨根部尾流场的切向速度。为... 毂帽鳍是一种通过回收螺旋桨毂涡旋转能量来达到节能效果的装置,目前尚无工程适用的理论设计方法。论文在毂帽鳍机理分析的基础之上,建立了一种基于粘流CFD流场分析的毂帽鳍理论设计方法,以最大程度降低螺旋桨根部尾流场的切向速度。为验证该设计方法及粘流CFD计算结果,进行了螺旋桨模型敞水试验和螺旋桨毂帽鳍水动力试验。通过试验与计算结果的对比,验证了计算结果中螺旋桨水动力的精确度和毂帽鳍节能效果相对值的正确性。这也表明,论文阐述的毂帽鳍理论设计方法能满足设计要求,是行之有效的。 展开更多

关键词 毂帽鳍 设计方法 粘流CFD

下载PDF 职称材料

伴流分布对螺旋桨毂帽鳍节能效果的影响 被引量：5

6

作者 张恒 李巍 杨晨俊 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期1-10,共10页

基于CFD模拟与分析,考察船尾伴流分布对螺旋桨毂帽鳍节能效果的影响,并对敞水条件下设计的毂帽鳍进行适伴流优化。采用StarCCM+软件,分别在均匀来流以及KCS船尾伴流中进行螺旋桨毂帽鳍水动力性能的RANS模拟,比较毂帽鳍在不同来流场中的... 基于CFD模拟与分析,考察船尾伴流分布对螺旋桨毂帽鳍节能效果的影响,并对敞水条件下设计的毂帽鳍进行适伴流优化。采用StarCCM+软件,分别在均匀来流以及KCS船尾伴流中进行螺旋桨毂帽鳍水动力性能的RANS模拟,比较毂帽鳍在不同来流场中的节能效果,并对节能机理进行了分析。针对KCS船实尺度伴流场,通过鳍片螺距角的改变,优化节能效果。计算结果表明:毂帽鳍在非均匀伴流中的节能效果显著高于在敞水中,敞水中的毂帽鳍的最优设计方案不一定适用于非均匀伴流,适当改变毂帽鳍的几何参数可进一步提高其在船尾伴流中的节能效果。 展开更多

关键词 毂帽鳍 节能 伴流场 CFD

下载PDF 职称材料

螺旋桨毂帽鳍节能性能的数值模拟 被引量：4

7

作者 郭灯 李铁骊 胡俊明 《中国舰船研究》 2014年第1期59-65,80,共8页

毂帽鳍作为一种新型的船用节能装置,合理地安排其在桨后的位置,能明显提升螺旋桨的推进效率,因此,有必要对毂帽鳍的节能效果进行研究。采用计算流体动力学方法,对毂帽鳍的敞水性能进行模拟。通过改变鳍叶在桨后的各个参数,分析其尾流的... 毂帽鳍作为一种新型的船用节能装置,合理地安排其在桨后的位置,能明显提升螺旋桨的推进效率,因此,有必要对毂帽鳍的节能效果进行研究。采用计算流体动力学方法,对毂帽鳍的敞水性能进行模拟。通过改变鳍叶在桨后的各个参数,分析其尾流的变化,以及各重要剖面处的压力分布等情况。模拟结果表明:鳍叶的不同安装角位置对桨的效率变化有明显的影响,而轴向位置的改变则对其效率的提高影响不大。通过观察尾流分布及压力分布图,可以直观地看出鳍叶的主要功效是产生与螺旋桨转向相同的扭矩,同时使尾流速度降低从而削弱乃至消除毂涡。 展开更多

关键词 螺旋桨 毂帽鳍 计算流体动力学 节能效率

下载PDF 职称材料

毂帽鳍水动力性能数值研究 被引量：4

8

作者 许璐荣 万德成 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第A01期15-21,共7页

[目的]随着绿色船舶理念的兴起,船舶水动力节能技术逐渐成为研究的热点。为降低船舶航行中的能耗,[方法]采用上海交通大学万德成教授课题组自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,对毂帽鳍的水动力特性进行预报;为了更好地考察毂帽鳍与螺旋桨... [目的]随着绿色船舶理念的兴起,船舶水动力节能技术逐渐成为研究的热点。为降低船舶航行中的能耗,[方法]采用上海交通大学万德成教授课题组自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,对毂帽鳍的水动力特性进行预报;为了更好地考察毂帽鳍与螺旋桨之间的相互影响,计算时分别考察毂帽鳍对桨叶、桨毂以及毂帽的影响。[结果]结果显示,桨毂和毂帽受毂帽鳍的影响较小,毂帽鳍可明显降低螺旋桨扭矩,但对推力的影响较小;进一步研究发现,雷诺数对毂帽鳍的节能特性具有较大影响且存在着一个临界值,当低于临界值时,随着雷诺数的增加,其节能效果会有较大的提升,而在达到临界值后,其节能效果基本保持不变,从侧面说明了在达到临界雷诺数的实尺度时,毂帽鳍会有更好的节能特性。[结论]研究充分证明采用naoe-FOAM-SJTU求解器研究毂帽鳍的节能特性可靠,可为更多种类的节能装置研究提供参考。 展开更多

关键词 毂帽鳍 naoe-FOAM-SJTU求解器 节能特性 雷诺数

下载PDF 职称材料

基于大涡模拟的螺旋桨毂帽鳍系统精细流场数值研究

9

作者 陈伟民 杨帆 陈建挺 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期219-228,共10页

对引起螺旋桨毂帽鳍系统推进性能变化的细节及流动本质问题的研究,有助于对毂帽鳍的节能机理产生新的认识,并为改进该系统的推进性能提供新的思路。通过模型试验和大涡模拟方法对螺旋桨毂帽鳍系统进行了力的测量及精细流场的分析,从能... 对引起螺旋桨毂帽鳍系统推进性能变化的细节及流动本质问题的研究,有助于对毂帽鳍的节能机理产生新的认识,并为改进该系统的推进性能提供新的思路。通过模型试验和大涡模拟方法对螺旋桨毂帽鳍系统进行了力的测量及精细流场的分析,从能量的角度,分析了毂帽鳍节能机理。数值模拟显示,在毂帽鳍的作用下,在紧邻桨毂后方区域的流速比无毂帽鳍时小且低速区域更广,桨毂后方流体轴向和横向动能均有所减小。由此可知,毂帽鳍通过回收一部分螺旋桨释放在尾流中的动能实现节能;在桨毂后安装一种圆锥形导流帽可避免流动分离,能进一步提高推进系统的整体效率。 展开更多

关键词 大涡模拟 毂帽鳍 精细流场

原文传递

毂帽鳍节能原理的CFD分析 被引量：2

10

作者 许璐荣 万德成 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2018年第4期428-434,共7页

随着绿色船舶理念的逐渐兴起,船舶水动力节能技术日益成为研究的热点。毂帽鳍是一种用于提升船舶螺旋桨推进效率的水动力节能装置,能够打散螺旋桨的毂涡,消除螺旋桨毂帽后端的低压区,是一种通过回收螺旋桨叶根部旋转尾流的能量从而达到... 随着绿色船舶理念的逐渐兴起,船舶水动力节能技术日益成为研究的热点。毂帽鳍是一种用于提升船舶螺旋桨推进效率的水动力节能装置,能够打散螺旋桨的毂涡,消除螺旋桨毂帽后端的低压区,是一种通过回收螺旋桨叶根部旋转尾流的能量从而达到节能目的的节能装置,因其具有良好的节能收益、成本低和施工方便等优点而受到了广泛的应用。传统上,主要采用模型试验的方法进行研究,但有着成本高、周期长等不足。随着计算机技术的发展,计算流体力学(CFD)越来越多地应用于节能装置的研究上。该文使用CFD开源的代码工具OpenFOAM对毂帽鳍的水动力性能进行了预报,计算中采用滑移网格技术进行流场的计算。通过对比有无毂帽鳍的两种情形下螺旋桨敞水特性,发现毂帽鳍能够有效地改善螺旋桨后尾流场,从而提升螺旋桨的推力,降低螺旋桨的扭矩,起到了明显的节能作用。 展开更多

关键词 毂帽鳍 CFD 滑移网格 节能效果

原文传递

剖面形状对毂帽鳍节能效果的影响及其尺度效应研究 被引量：2

11

作者 张恒 董小倩 +1 位作者 李巍 杨晨俊 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期764-775,共12页

运用商业计算软件STARCCM+,基于RANS模拟与分析对敞水中的螺旋桨及其毂帽鳍进行了数值研究。首先通过逐步变化包含各区域的网格数,对桨叶及毂帽鳍区域进行了网格无关性验证,并选取了合适的计算网格;然后对具有不同剖面形状的毂帽鳍进行... 运用商业计算软件STARCCM+,基于RANS模拟与分析对敞水中的螺旋桨及其毂帽鳍进行了数值研究。首先通过逐步变化包含各区域的网格数,对桨叶及毂帽鳍区域进行了网格无关性验证,并选取了合适的计算网格;然后对具有不同剖面形状的毂帽鳍进行了模型尺度水动力性能计算及流场分析,鳍的剖面形状基于“NACA M7”S形翼型修改而来;最后对典型的毂帽鳍进行了实尺度RANS计算,并分析了其节能效果的尺度效应。结果表明:与平板型毂帽鳍相比,无论是厚度分布形式还是拱度分布形式,剖面形状的优化均能够提高毂帽鳍的节能效果;由于流场改变以及毂帽鳍叶片来流攻角的增大,实尺度下毂帽鳍节能效果得到进一步提高,而由于流动状态不同,不同剖面的毂帽鳍尺度效应不同。建议在可能的情况下,应在实尺度条件下开展毂帽鳍的设计工作。 展开更多

关键词 毂帽鳍 剖面几何 尺度效应 RANS

下载PDF 职称材料

毂帽鳍参数变化对新型低噪声耦合桨增效影响的数值分析 被引量：1

12

作者 李亮 刘登成 +1 位作者 韩用波 许影博 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期15-20,88,共7页

毂帽鳍设计参数选取的不同会影响螺旋桨尾流的回收利用程度,从而影响毂帽鳍的节能、消涡效果。针对低噪声多叶耦合螺旋桨这种新构型,本文采用CFD数值方法,分析了鳍叶叶数、周向安装角度和鳍叶直径比对毂帽鳍流场和节能效果的影响,研究... 毂帽鳍设计参数选取的不同会影响螺旋桨尾流的回收利用程度,从而影响毂帽鳍的节能、消涡效果。针对低噪声多叶耦合螺旋桨这种新构型,本文采用CFD数值方法,分析了鳍叶叶数、周向安装角度和鳍叶直径比对毂帽鳍流场和节能效果的影响,研究结果表明:耦合桨虽然由前后2组桨叶错开布置,但在毂帽鳍叶数选取时,仍需以2组桨叶叶数之和作为参考;不同叶数的周向最佳安装角叶略有不同;本耦合桨在鳍叶直径比为0.41时,毂帽鳍增效最高,与常规桨相比耦合桨鳍叶最佳直径比相对偏大。本文结果可为耦合桨毂帽鳍设计时主参数的选取提供指导和依据。 展开更多

关键词 毂帽鳍 耦合桨 CFD 节能增效 毂涡 周向安装角 水动力 低噪声

下载PDF 职称材料

螺旋桨毂帽鳍设计新方法 被引量：1

13

作者 李鹏程 邓丽丽 《船海工程》 2011年第6期118-120,124,共4页

毂帽鳍是一种简单、有效并且经过实践检验的节能装置,目前应用十分广泛。在归纳已有的毂帽鳍设计方法基础上,提出了螺旋桨毂帽鳍设计新方法,给出一例设计结果,并与经验设计结果进行了对比。

关键词 毂帽鳍 螺旋桨 设计方法 节能

下载PDF 职称材料

25000吨级油船螺旋桨及毂帽鳍优化设计 被引量：1

14

作者 陈建挺 高玉玲 伍锐 《上海船舶运输科学研究所学报》 2016年第3期6-10,共5页

运用数值升力面理论设计25 000吨级油船螺旋桨,配以毂帽鳍的优化设计研究。经模型试验验证:螺旋桨机桨的匹配性能良好,推进效率高,空泡性能和脉动压力满足设计要求,具有高效低振的优点。设计的毂帽鳍具有明显的节能效果。

关键词 油船 螺旋桨设计 毂帽鳍

下载PDF 职称材料

基于RANS法毂帽鳍节能性能参数匹配研究 被引量：1

15

作者 胡俊明 李铁骊 +2 位作者 林焰 郭灯 杜祥进 《船舶工程》 北大核心 2015年第S1期97-101,共5页

数值剖析毂帽鳍节能装置作用机理,研究参数性能匹配问题,应用RANS法(雷诺时均法)处理数值粘性绕流场,建模阶段采用FORTRAN语言编制螺旋桨毂帽鳍型值点数据处理程序以便GAMBIT前处理软件进行接口,对标准B4-40螺旋桨进行数值验证和分析比... 数值剖析毂帽鳍节能装置作用机理,研究参数性能匹配问题,应用RANS法(雷诺时均法)处理数值粘性绕流场,建模阶段采用FORTRAN语言编制螺旋桨毂帽鳍型值点数据处理程序以便GAMBIT前处理软件进行接口,对标准B4-40螺旋桨进行数值验证和分析比较某特种螺旋桨不同叶数参数性能数值计算结果,进而研究毂帽鳍参数匹配问题,研究不同鳍叶直径和不同安装角对桨效率变化的影响,分析压力场和尾流场的变化状况,结果表明:大小合适的鳍叶直径和合理的安装角明显提高其推进效率,具有工程实用性。 展开更多

关键词 螺旋桨 毂帽鳍 RANS法 参数匹配 节能效率

原文传递

2万吨级散货船节能毂帽鳍设计与应用

16

作者 骆怀宏 张富忠 +1 位作者 邓孜锦 尹自斌 《交通节能与环保》 2022年第5期19-24,共6页

以减少交通碳排放为目标,本文基于2万吨级散货船的螺旋桨技术参数,结合毂帽鳍节能技术研究的经验结果,设计螺旋桨节能毂帽鳍的几何参数和安装参数并应用于实船。对设计的毂帽鳍进行模型水动力性能试验,试验结果表明,在常用工作点进速系... 以减少交通碳排放为目标,本文基于2万吨级散货船的螺旋桨技术参数,结合毂帽鳍节能技术研究的经验结果,设计螺旋桨节能毂帽鳍的几何参数和安装参数并应用于实船。对设计的毂帽鳍进行模型水动力性能试验,试验结果表明,在常用工作点进速系数为0.55的附近,螺旋桨安装毂帽鳍后推进效率提高近1.43%。实船节能技术综合应用后,通过对船舶能效营运指数(EEOI)的计算分析,船舶的平均能效营运指数下降16.94%。 展开更多

关键词 交通碳排放 节能 设计 应用 毂帽鳍 散货船 能效

下载PDF 职称材料

PBCF(螺旋桨毂帽鳍)的设计,开发和应用

17

作者 大内一之 折户博充 《舰船力学情报》 1991年第1期55-57,共3页

关键词 螺旋桨 毂帽鳍 PBCF 船舶 设计

全文增补中

TEU系列集装箱船螺旋桨毂帽鳍的计算与试验验证

18

作者 田晓庆 邵汉东 +1 位作者 潘玉鹏 潘华辰 《船舶标准化工程师》 2018年第6期13-16,共4页

为提高船舶的节能减排性能,结合计算流体力学中伴流理论,针对TEU系列某一特定的集装箱船提出了一种螺旋桨毂帽鳍的设计方法,并完成了船模和实船阻力和自航敞水试验。通过这一系列的研究发现,新型带毂帽鳍的设计桨比原船原桨收到功率下降... 为提高船舶的节能减排性能,结合计算流体力学中伴流理论,针对TEU系列某一特定的集装箱船提出了一种螺旋桨毂帽鳍的设计方法,并完成了船模和实船阻力和自航敞水试验。通过这一系列的研究发现,新型带毂帽鳍的设计桨比原船原桨收到功率下降了5%～8%,同时,相同功率下可以将船舶航速提升0.23 kn～0.38 kn,进而实现螺旋桨敞水效率近2个百分点的提高。此外,还验证了实船的敞水效率比船模高近1个百分点。 展开更多

关键词 TEU系列集装箱船 毂帽鳍 螺旋桨 敞水效率 船舶航速

下载PDF 职称材料

毂帽鳍的节能机理分析

19

作者 齐慧博 刘业宝 +1 位作者 张克正 胡丽芬 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第7期138-142,共5页

应用计算流体力学方法(CFD),结合RNG湍流模型和动参考系计算模型(MRF),对普通桨和桨+毂帽鳍的敞水水动力性能进行计算,通过对毂帽鳍及螺旋桨叶片的受力情况进行研究,结合普通桨和桨+毂帽鳍2种情况的桨后尾流场分析,结果表明,桨后毂帽鳍... 应用计算流体力学方法(CFD),结合RNG湍流模型和动参考系计算模型(MRF),对普通桨和桨+毂帽鳍的敞水水动力性能进行计算,通过对毂帽鳍及螺旋桨叶片的受力情况进行研究,结合普通桨和桨+毂帽鳍2种情况的桨后尾流场分析,结果表明,桨后毂帽鳍上产生的推力和扭矩有限,桨+毂帽鳍的节能机理主要是利用毂帽鳍削弱了毂涡,改善了桨后流场周向速度,提高了前桨的推力,从而提高了效率。 展开更多

关键词 螺旋桨 毂帽鳍 节能机理 计算流体力学

下载PDF 职称材料

37500m^3 LEG运输船螺旋桨毂帽鳍设计研究

20

作者 樊涛 李晓姣 +2 位作者 柳卫东 陈兵 胡可一 《船舶工程》 北大核心 2015年第7期34-36,81,共4页

毂帽鳍是一种通过回收螺旋桨毂涡旋转能量来达到节能效果的船舶桨后节能装置。针对江南造船(集团)有限责任公司承建的37500m3 LEG运输船,运用CFD软件对粘性流场中毂帽鳍的敞水性能进行了计算研究,着重考察了毂帽鳍的根部螺距角、错位角... 毂帽鳍是一种通过回收螺旋桨毂涡旋转能量来达到节能效果的船舶桨后节能装置。针对江南造船(集团)有限责任公司承建的37500m3 LEG运输船,运用CFD软件对粘性流场中毂帽鳍的敞水性能进行了计算研究,着重考察了毂帽鳍的根部螺距角、错位角、直径比及纵向位置等因素对效率的影响,通过多方案优选设计了适用于该船的毂帽鳍方案,并对该方案进行了模型试验验证。结果表明,在螺旋桨工作点时,螺旋桨效率提高了1.26%。考虑到模型试验的尺度效应,在实船应用时其节能效果将更加显著。 展开更多

关键词 毂帽鳍 CFD 节能装置

原文传递