无轴轮缘推进器水动力性能分析及桨叶强度校核

作     者：兰加芬 欧阳武 严新平 LAN Jiafen;OUYANG Wu;YAN Xinping

作者机构：武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所武汉430063 船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 

出 版 物：《船舶工程》 (Ship Engineering)

年 卷 期：2018年第40卷第10期

页      面：52-58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：国家自然科学基金项目(51609191) 

主　　题：无轴轮缘推进器 水动力性能 桨叶强度 

摘      要：基于CFD数值计算,计算某无轴轮缘推进器轮缘内外表面、前后端面的摩擦扭矩值,并与经验公式值进行对比,结果表明,轮缘总摩擦扭矩与经验公式值的误差在1.3%之内。通过采用相同的方法计算JD75+Ka4-70导管桨的水动力性能,并与试验值进行对比,验证该方法的正确性。在此基础上,通过单向流固耦合方法对桨叶的结构强度进行计算分析,并对原型桨的桨叶厚度分布进行改变,分析桨叶厚度分布改变对无轴缘推进器水动力性能及桨叶强度的影响。结果表明:再设计桨的质量、推力、扭矩均有所下降,效率提高了2.1%。虽然桨叶最大变形量及最大等效应力均有所增加,但仍满足强度要求。在满足强度要求的条件下,可以通过有限元计算方法选择较为合适的桨叶厚度分布,提高无轴轮缘推进器的敞水效率。