大型游艇节能装置设计

【摘要】：船舶节能已成为世界范围内船舶工业领域的重要课题。船舶水动力节能装置是目前实现船舶节能目的最为简便易行并卓有成效的方案。对于大型游艇或高速排水型船，提高推进性能亦为快速性相关课题之一。本文以某型游艇设计方所提出的水动力设计原型为基础，设计相应的节能装置方案，以提高推进效率。 论文基于船舶推进原理，对船舶推进节能装置进行了综述与分析，明确船舶推进节能装置的基本设计思路。结合目标船特点，本文提供了两种有一定创新性的方法。基于预旋流方法，提出了节能轴支架以及翼型剖面与安装角度原则；结合尾鳍与涡尾的特点，提出了适合于外旋桨的扭曲轴包套方法。 论文探讨了基于使用CFD软件，通过解RANS方程预报黏性流场中三维物体绕流的方法。运用CFD前处理软件，对螺旋桨进行混合网格划分，并运用相对运动坐标系与滑移网格技术求解非定常流场中螺旋桨的水动力性能。 为验证所提出的方法，论文针对目标船型做了相应的设计方案，并建立了三维模型，对尾部复杂造型进行网格划分。运用CFD软件对原船以及带节能装置的两方案进行伴流场数值模拟，通过伴流场局部特征证明了本文所提出节能装置的节能效果存在。 论文对数值仿真方案进行了模型试验，通过实验数据证实了两种节能装置的有效性，并通过分析实验数据，定性所提出装置的效果。最后，文章总结了以上所做的工作，并对文中节能装置今后需完善的细节工作做出设想与展望。 【关键词】：节能装置 CFD 节能轴支架 扭曲轴包套
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U674.91;U664.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景及意义8-11
• 1.2 论文的主要内容11-13
• 2 节能装置方案与设计13-25
• 2.1 节能装置设计原理13-14
• 2.2 节能轴支架设计14-21
• 2.3 扭曲轴包套设计21-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 基于 CFD 理论的螺旋桨水动力性能预报25-41
• 3.1 湍流数值模拟理论25-31
• 3.2 螺旋桨水动力性能预报31-39
• 3.3 本章小结39-41
• 4 船体伴流场数值模拟41-58
• 4.1 船体三维模型建立41-47
• 4.2 流场网格划分47-51
• 4.3 CFD 计算结果51-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 模型阻力自航试验58-71
• 5.1 试验对象与方案58-59
• 5.2 模型试验过程59-69
• 5.3 试验总结69-71
• 6 结论与展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录 1 攻读学位期间发表论文目录77-78
• 附录 2 原方案型线图78

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