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喷水推进器获流区形状的确定与影响因素研究

中国造船 2023年第1期64卷 109-117页

作者：张志远杨晨俊陈建平陈刚上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院喷水推进技术重点实验室上海200011

在喷水推进器进口流道内外流场数值模拟的基础上,通过在Star CCM+软件中编制宏命令,在一条从获流区顶部中点发出的射线上用二分法取点,生成经过该点的流线,并判断其是否进入流道内部,逐次逼近止于喷水推进器进口唇口的流线,可快速、准... 详细信息

在喷水推进器进口流道内外流场数值模拟的基础上,通过在Star CCM+软件中编制宏命令,在一条从获流区顶部中点发出的射线上用二分法取点,生成经过该点的流线,并判断其是否进入流道内部,逐次逼近止于喷水推进器进口唇口的流线,可快速、准确地确定获流区的边界,提高喷水推进器推力预报的精度。考察进口流道几何、来流条件等参数对获流区形状的影响,其中进速比、船底边界层的影响较大。

关键词：喷水推进动量通量法获流区 CFD

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吊舱推进器桨毂间隙影响的数值分析

上海交通大学学报 2013年第6期47卷 938-942页

作者：董小倩杨晨俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

以拖式吊舱推进器为对象,采用求解RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程的方法研究桨毂间隙对水动力性能的影响,应用滑移网格技术处理桨叶与吊舱的非定常相互作用.分别计算了具有不同间隙宽度的模型,以考察有、无间隙以及间隙宽... 详细信息

以拖式吊舱推进器为对象,采用求解RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程的方法研究桨毂间隙对水动力性能的影响,应用滑移网格技术处理桨叶与吊舱的非定常相互作用.分别计算了具有不同间隙宽度的模型,以考察有、无间隙以及间隙宽度变化对推进器各部分水动力的影响.计算结果表明:桨毂间隙对推进器单元水动力及桨叶水动力的影响均很小;桨毂间隙内压力作用于桨毂后端面形成推力,其大小约为桨叶推力的2%～3%;桨毂后端面与桨叶随边的距离一定时,间隙内压力随间隙宽度的增大而降低.

关键词：吊舱推进器水动力性能桨毂间隙计算流体力学滑移网格

基于涡格法的任意环量分布螺旋桨数值设计方法

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中国造船 2018年第2期59卷 90-102页

作者：王琪杨晨俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

基于升力面理论涡格法提出了一种任意环量分布螺旋桨的数值设计方法,该方法对假定的桨叶拱弧面几何和螺距分布,利用涡格法求解其环量面分布,并根据该分布与给定分布的差,通过Newton-Raphson迭代获得拱度和螺距的修正量,从而逐步逼近具... 详细信息

基于升力面理论涡格法提出了一种任意环量分布螺旋桨的数值设计方法,该方法对假定的桨叶拱弧面几何和螺距分布,利用涡格法求解其环量面分布,并根据该分布与给定分布的差,通过Newton-Raphson迭代获得拱度和螺距的修正量,从而逐步逼近具有给定环量分布的桨叶几何。以DTNSRDC-4382大侧斜桨为对象进行了数值考察,结果表明:设计方法具有良好的网格收敛性;拱弧面几何及螺距分布的初值在合理范围内变化时,设计结果无初值依赖性;与RANS计算相结合,本文方法可达到较高的水动力设计精度。

关键词：螺旋桨涡格法任意环量分布 Newton-Raphson method

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七叶侧斜螺旋桨水动力性能优化

中国造船 2016年第4期57卷 1-13页

作者：饶志强杨晨俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

论文对某七叶侧斜螺旋桨进行了多目标数值优化。螺旋桨的弦长分布由多项式来表达,螺距、拱度和侧斜分布由B样条曲线控制。剖面厚度分布由PARSEC表达式修改,并采用SJ系列拱线代替了原始拱线。螺旋桨的性能预报采用面元法,优化算法采用非... 详细信息

论文对某七叶侧斜螺旋桨进行了多目标数值优化。螺旋桨的弦长分布由多项式来表达,螺距、拱度和侧斜分布由B样条曲线控制。剖面厚度分布由PARSEC表达式修改,并采用SJ系列拱线代替了原始拱线。螺旋桨的性能预报采用面元法,优化算法采用非排序微分进化算法。首先由相关度分析减少设计变量并确定其取值范围,然后以效率和叶梢最小压力为目标进行优化,并采用开源程序Open Foam对优化结果进行了RANS计算和分析。计算结果表明:优化桨的盘面比更小但叶梢侧斜略大,折中优化桨效率比原桨提高约2%,且叶梢压力分布有所改善。

关键词：七叶螺旋桨多目标优化 B样条面元法 OpenFoam

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定子参数变化对前置定子导管桨性能的影响

上海交通大学学报 2013年第2期47卷 269-273页

作者：饶志强李巍杨晨俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

采用RNG(Re-Normalisation Group)k-ε两方程模型对前置定子导管桨湍流特性进行数值模拟,并分析其水动力性能.通过与试验结果和势流理论结果的对比,验证了黏流理论预报结果的准确性和有效性.对不同定子安装角、不同定子翼型切面厚度以... 详细信息

采用RNG(Re-Normalisation Group)k-ε两方程模型对前置定子导管桨湍流特性进行数值模拟,并分析其水动力性能.通过与试验结果和势流理论结果的对比,验证了黏流理论预报结果的准确性和有效性.对不同定子安装角、不同定子翼型切面厚度以及不同定子叶片数目的前置定子导管桨敞水性能进行黏流理论预报,并分析了这些几何参数对前置定子导管桨性能的影响规律.

关键词：导管桨前置定子定子安装角效率

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伴流分布对螺旋桨毂帽鳍节能效果的影响

中国造船 2021年第1期62卷 1-10页

作者：张恒李巍杨晨俊中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

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... 详细信息

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。

关键词：毂帽鳍节能伴流场 CFD

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襟翼舵的敞水及桨后水动力性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第11期36卷 108-111页

作者：郭春雨杨晨俊马宁上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用面元法对螺旋桨与襟翼舵相互干扰水动力性能进行计算,两者之间的相互干扰采用迭代处理.计算了敞水中襟翼舵与普通舵的法向力系数,并与试验值进行了比较.敞水计算结果显示,与普通舵相比,襟翼舵的法向力系数有了较大的提高,同时襟翼... 详细信息

采用面元法对螺旋桨与襟翼舵相互干扰水动力性能进行计算,两者之间的相互干扰采用迭代处理.计算了敞水中襟翼舵与普通舵的法向力系数,并与试验值进行了比较.敞水计算结果显示,与普通舵相比,襟翼舵的法向力系数有了较大的提高,同时襟翼舵的转舵比对于襟翼舵水动力性能的影响比较大.在敞水襟翼舵的基础上,计算了螺旋桨与襟翼舵相互干扰的水动力性能.与敞水襟翼舵相比,桨后襟翼舵在相同舵角的情况下,法向力系数增大,但增加的幅度不同.还计算了襟翼舵在转舵比为1/4、进速系数为0.5时襟翼舵某剖面在敞水及桨后的表面压力系数分布情况.

关键词：船舶螺旋桨面元法襟翼舵桨舵干扰水动力性能

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侧推器脉动压力及噪声的试验研究

中国造船 2017年第3期58卷 1-13页

作者：董小倩郁程杨晨俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

侧推器桨叶负荷重、叶梢间隙很小,比普通螺旋桨更容易产生空泡,因此振动和噪声问题更加突出。公开文献中相关试验研究极少。作者在上海交通大学空泡水筒开展了侧推器脉动压力和噪声的模型试验研究,对于齿轮箱位于桨叶上游的情况,考察了... 详细信息

侧推器桨叶负荷重、叶梢间隙很小,比普通螺旋桨更容易产生空泡,因此振动和噪声问题更加突出。公开文献中相关试验研究极少。作者在上海交通大学空泡水筒开展了侧推器脉动压力和噪声的模型试验研究,对于齿轮箱位于桨叶上游的情况,考察了来流速度、螺旋桨转速以及空泡对脉动压力和噪声的影响。试验分析表明前两个因素影响很小;有空泡时的脉动压力和噪声均比无空泡时明显增大;有空泡时,随着空泡数的降低,桨盘面处的压力脉动会进一步加剧,而噪声却下降了。

关键词：侧推器模型试验空泡脉动压力噪声

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侧推器体积力模型及其应用

上海交通大学学报 2018年第3期52卷 291-296页

作者：郁程董小倩杨晨俊上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心海洋工程国家重点实验室上海200240

以预报侧推器初步设计阶段的船身推力为主要目的,研究基于体积力的侧推器流场的RANS(Reynolds-Average Navier-Stokes)模拟方法.考虑到敞水桨与侧推器转子的负荷分布差别较大,常用的敞水桨体积力模型对侧推器并不适用,基于后者的负荷分... 详细信息

以预报侧推器初步设计阶段的船身推力为主要目的,研究基于体积力的侧推器流场的RANS(Reynolds-Average Navier-Stokes)模拟方法.考虑到敞水桨与侧推器转子的负荷分布差别较大,常用的敞水桨体积力模型对侧推器并不适用,基于后者的负荷分布特征,建立了转子体积力模型,提出了考虑转子阻塞影响的流量修正方法,并给出了有、无齿轮箱时流量修正系数的经验公式.算例表明,文中方法能够对船身推力进行较准确的预报,从而较准确地确定转子推力的设计值.同时该方法还可用于侧推器吸气现象的模拟.

关键词：侧推器计算流体力学体积力模型流量修正吸气