考虑伴流场中螺旋桨水动力的舰船长轴系校中及优化

作     者：古铮 刘金林 周瑞平 房诗雨 张荣国 林存明 GU Zheng;LIU Jinlin;ZHOU Ruiping;FANG Shiyu;ZHANG Rongguo;LIN Cunming

作者机构：海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2023年第18卷第2期

页      面：243-250页

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：湖北省自然科学基金资助项目(2017CFB584) 国防科技基金资助项目(20172B08015,20191C080744) 国家自然科学基金重点资助项目(51839005) 

主　　题：船舶推进轴系 轴系校中 伴流场 螺旋桨水动力 流固耦合 多目标优化 

摘      要：[目的]针对计入螺旋桨水动力的舰船轴系校中计算,传统方法通常容易忽略船体伴流场的影响,使得螺旋桨水动力计算的结果与真实值之间存在较大偏差,从而导致轴系校中精度下降。[方法]以某舰船长轴系为对象,建立桨-轴-船一体化有限元模型及其伴流场流域模型,利用CFD数值仿真的叠模方法计算螺旋桨水动力;采用流固耦合法将流体计算结果作用于螺旋桨表面,进行轴系校中计算,并得到螺旋桨水动力对轴系整体挠曲线及各轴承状态参数的影响规律。在此基础上,引入多目标优化算法开展轴系多目标优化校中,来解决轴系末端四套轴承间载荷差值过大的问题。[结果]考虑螺旋桨水动力后,轴系尾部挠度变化减小,越靠近螺旋桨处的轴承其载荷所受影响越大,载荷值随进速系数的增大而减小;对比多目标优化前后的轴系校中状态,轴系各轴承之间的载荷差值明显减小,轴系运行状态得到改善。[结论]所提方法提高了计入螺旋桨水动力的轴系校中计算精度,可为轴系校中质量的提升提供参考。