检索结果-南通市图书馆

作者：孙文林哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着北极航道的通航和极地油气资源的开发利用,冰区船舶的重要性正与日俱增,而对于冰区船舶来说,海冰的存在是危害船舶航行安全的一项重要隐患。因此,研究海冰影响下船舶螺旋桨强度问题对确保船舶冰区航行条件下的可靠性与安全性有着重... 详细信息

随着北极航道的通航和极地油气资源的开发利用,冰区船舶的重要性正与日俱增,而对于冰区船舶来说,海冰的存在是危害船舶航行安全的一项重要隐患。因此,研究海冰影响下船舶螺旋桨强度问题对确保船舶冰区航行条件下的可靠性与安全性有着重要而深远的意义。本文根据冰区航行条件下海冰与螺旋桨之间的不同相互作用形式,对各种工况下螺旋桨的载荷分布及其影响因素进行了分析,为冰区航行船舶螺旋桨的设计和加强提供指导。文章首先对国际船级社协会(IACS)的冰级规范进行了整理,采用规范给出的螺旋桨载荷计算公式求得了螺旋桨的设计载荷,并根据规范给定的五种工况对螺旋桨分别加载,对螺旋桨的强度进行了分析校核。为了更进一步分析冰区航行条件下螺旋桨载荷的影响因素,本文分别对冰桨非接触、碰撞和铣削三种工况下螺旋桨载荷的影响参数进行了分析。借由ANSYS Workbench对冰桨非接触条件下的螺旋桨载荷情况进行了流固耦合求解。对于螺旋桨的敞水工况,本文采用由CFD向CSD传递表面压力的弱流固耦合求解方法,并借由Fluent的多重参考系方法(MRF)实现桨叶的旋转。对于阻塞工况下的螺旋桨性能,本文采用动网格方法实现了对阻塞条件下螺旋桨旋转的模拟,并通过双向流固耦合方法计算得到了螺旋桨的水动力性能和结构受力。通过对非接触工况下冰桨相互作用的计算分析,本文给出了海冰阻塞效应对螺旋桨性能的影响及其变化趋势,并对比敞水工况下的螺旋桨水动力性能计算结果,指出了阻塞效应对于螺旋桨的危害。对于碰撞和铣削两种冰桨接触工况,本文采用LS-DYNA软件对冰桨流相互作用下的螺旋桨载荷问题进行了流固耦合分析。通过采用欧拉-拉格朗日耦合方法,本文对冰桨接触工况下的螺旋桨和海冰采用拉格朗日网格进行建模,对流场采用欧拉网格建模,从而得以对结构体碰撞载荷与水动力载荷同时进行求解。另外,通过欧拉网格与拉格朗日网格间的接触判定实现了水动力载荷向结构体的传递,进而实现了冰、桨、流三者共同作用下螺旋桨载荷的计算。通过对比分析不同工况下的计算结果,本文分析了螺旋桨抽吸作用影响下海冰的运动规律,分析了海冰位置变化对冰桨接触力的影响。此外,对不同螺旋桨转速和海冰尺寸下螺旋桨载荷的计算结果的分析还揭示了不同的螺旋桨运转参数、海冰尺寸等因素对螺旋桨应力分布的影响规律,为冰级桨强度的评估提供了参考,对冰级桨的设计有着指导性意义。

关键词：冰区螺旋桨冰桨相互作用流固耦合螺旋桨强度

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

切削形状冰下螺旋桨诱导轴承力的数值计算

引用

哈尔滨工程大学学报 2018年第11期39卷 1740-1745页

作者：王超李兴孙盛夏熊伟鹏哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对冰桨非接触工况下的螺旋桨水动力性能,本文采用重叠网格方法建立了粘性流场中冰桨相互作用下螺旋桨轴承力的数值模拟的模型。计算中流域采用切割体网格,螺旋桨旋转计算域与冰表面计算域之间采用重叠网格进行数据传递,同时对冰桨间... 详细信息

针对冰桨非接触工况下的螺旋桨水动力性能,本文采用重叠网格方法建立了粘性流场中冰桨相互作用下螺旋桨轴承力的数值模拟的模型。计算中流域采用切割体网格,螺旋桨旋转计算域与冰表面计算域之间采用重叠网格进行数据传递,同时对冰桨间隙处进行网格局部加密来保证流场细节捕捉。计算结果表明:与模型试验结果比对,水动力性能误差控制在5%以内,验证了本文计算方法的可行性;桨前切削形状冰的存在会对伴流场产生很大的干扰,螺旋桨轴承力会出现"三阶段"下降的趋势。

关键词：轴承力冰区螺旋桨重叠网格数值计算切削形状冰水动力性

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冰阻塞对倒车螺旋桨空化和水动力性能的影响

引用

中国造船 2022年第3期63卷 83-92页

作者：郑思洁周利丁仕风高俊亮江苏科技大学船海学院镇江212003

针对极地船舶在冰区航行时空泡对螺旋桨倒车性能的影响,采用敞水螺旋桨模型试验和基于RANS黏流CFD数值模拟的方法,开展双向破冰船螺旋桨在冰阻塞环境下倒车性能研究。研究结果表明,在空泡数σ为4.0和1.5,冰-桨距离L/D从0.7减小到0.3时,... 详细信息

针对极地船舶在冰区航行时空泡对螺旋桨倒车性能的影响,采用敞水螺旋桨模型试验和基于RANS黏流CFD数值模拟的方法,开展双向破冰船螺旋桨在冰阻塞环境下倒车性能研究。研究结果表明,在空泡数σ为4.0和1.5,冰-桨距离L/D从0.7减小到0.3时,推力系数和扭矩系数呈现先增加后减小的趋势,空泡覆盖面积增加。在进速系数J=0.55、空泡数σ=1.5时,螺旋桨倒车性能最差。对于这一工况,当冰-桨距离L/D从0.7减小到0.3时,推力系数从0.141增加到0.147,然后减小到0.137,扭矩系数从0.023 1增加到0.023 9,然后减小到0.022 8;冰-桨距离L/D=0.3时近冰块桨叶吸力面上空泡覆盖面积约为L/D=0.7时的3倍,螺旋桨尾流在冰阻塞影响下偏转了14°。这项研究可为极地船舶冰区螺旋桨设计提供技术支持。

关键词：冰区螺旋桨倒车冰阻塞空化性能水动力性能

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冰桨干扰下螺旋桨诱导激振力预报分析

冰桨干扰下螺旋桨诱导激振力预报分析

引用

作者：孙盛夏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着国际社会对北极航道以及极地资源开采关注度逐渐提升,冰区船舶的研究受到更多的重视并取得了相当的发展。冰区船舶航行的多工况性使其推进装置的工作环境较常规船舶有很大不同,特别是在破冰航行状态,碎冰沿船体表面下浸至船... 详细信息

近年来,随着国际社会对北极航道以及极地资源开采关注度逐渐提升,冰区船舶的研究受到更多的重视并取得了相当的发展。冰区船舶航行的多工况性使其推进装置的工作环境较常规船舶有很大不同,特别是在破冰航行状态,碎冰沿船体表面下浸至船底,并滑入螺旋桨前流场中,与船艉部的螺旋桨发生相互作用,在螺旋桨上产生极端载荷,影响桨的水动力性能。由于碎冰的存在导致的流场不均匀,更加剧了螺旋桨诱导激振力的增大,由此将引起严重的噪声、振动及空泡问题。本文将冰级螺旋桨作为研究对象,采用CFD数值模拟方法,对冰级螺旋桨多工况下水动力性能进行计算,并与模型试验值对比分析,以此来验证本文所提出研究方法的可行性与准确性。基于这种方法再开展冰阻塞条件下的螺旋桨诱导激振力数值计算,包括在不同进速系数与不同冰桨相对位置多个工况下,监测得到非定常轴承力和脉动压力的时域曲线,然后通过快速傅里叶变换将时域数据转换为频域数据以分析其频域特性。通过计算发现冰阻塞下,随进速系数的增大,轴承力脉动幅值逐渐增大,而脉动压力的脉动幅值逐渐减小。为了计算螺旋桨前方流场中的块状冰与螺旋桨无相对运动状态下的冰阻塞工况下的螺旋桨空化激振力,建立螺旋桨空化非定常计算方法,以E779A桨为计算对象计算其空泡形态和螺旋桨水动力性能,将试验得到空泡结果和水动力性能结果与数值计算结果对比,从而确保了本文所采用的空泡数值模拟计算方法的准确性。而后采用本文的CFD方法进行冰级桨在冰阻塞下的空泡性能模拟,对桨叶表面上的空泡形态进行预报,并监测螺旋桨空化激振力,再与无空泡状态下的激振力对比分析,得到空泡的产生对螺旋桨诱导激振力的影响,最后对螺旋桨表面压力分布以及螺旋桨周围流场的分布情况进行分析。冰阻塞条件下,冰干扰区内的桨叶空化面积明显增大,螺旋桨水动力性能变差,空化激振力的脉动更强。为了研究当螺旋桨与冰发生切削时的螺旋桨激振力,本文采用了能够生成重叠网格的Star-ccm+软件进行计算,计算中整个流域采用切割体网格,螺旋桨旋转计算域与冰表面计算域之间采用重叠网格方法进行数据传递,同时对螺旋桨和冰近表面处尤其是冰桨间隙处的网格进行了局部加密处理,来保证该区域流场细节的获得及数据信息的准确性。基于这种方法对切削工况下的螺旋桨激振力以及螺旋桨周围流场进行了预报。切削状态下的螺旋桨轴承力脉动较强,且高阶叶频下的脉动幅值仍旧不可忽略,而脉动压力的周期性减弱。为了更真实的模拟冰与螺旋桨相互作用的情况,在前面重叠网格方法的基础上,对冰块运动状态下的螺旋桨激振力进行了初步的探索。将冰设定一个速度,从远处逐渐接近螺旋桨,对此过程中螺旋桨激振力进行了数值预报,并通过流场预报来分析其变化的规律以及原因。通过计算发现随着冰块逐渐接近螺旋桨,轴承力的时均值和脉动范围都明显增大,而对脉动压力的影响较小。

关键词：冰区螺旋桨冰阻塞冰桨切削螺旋桨激振力重叠网格空化激振力

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高冰级螺旋桨疲劳强度研究

引用

中国造船 2024年第2期65卷 1-14页

作者：王建强周旻丁举孙慧王金宝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上海200011 喷水推进技术重点实验室上海200011 上海中船船舶设计技术国家工程研究中心有限公司上海200011

以某PC2冰级螺旋桨为研究对象,将IACS规范中2组交变冰载荷工况的静强度有限元计算数据为输入,分析螺旋桨在应力频率谱和累积疲劳损伤率(MDR)这2种疲劳准则下的疲劳性能,提出了一种合理和可行的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法,并分析了螺旋... 详细信息

以某PC2冰级螺旋桨为研究对象,将IACS规范中2组交变冰载荷工况的静强度有限元计算数据为输入,分析螺旋桨在应力频率谱和累积疲劳损伤率(MDR)这2种疲劳准则下的疲劳性能,提出了一种合理和可行的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法,并分析了螺旋桨侧斜、纵斜、剖面型式及平均应力修正理论对冰载荷作用下螺旋桨疲劳性能的影响。研究表明:对于非大侧斜桨,正侧斜角和正纵斜角均对疲劳性能有利;导缘和随缘加厚的冰区翼型能显著改善疲劳性能,有利于在保证疲劳强度的情况下实现冰区螺旋桨的轻量化;相对于传统的修正理论,IACS推荐的平均应力修正理论偏于保守。论文提出的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法得到了“雪龙2”号实船走航监测数据的验证。

关键词：冰区螺旋桨疲劳 MDR 平均应力修正

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

极地船舶与推进装置的冰载荷数值预报分析

极地船舶与推进装置的冰载荷数值预报分析

引用

作者：王锡栋哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着国际社会对北极航道以及极地资源开采关注度逐渐提升,冰区船舶的研究受到更多的重视并取得了相当的发展。冰区船舶航行的多工况性使其工作环境较常规船舶有很大不同,特别是在破冰航行状态,破冰船会受到较大的破冰阻力,对船... 详细信息

近年来,随着国际社会对北极航道以及极地资源开采关注度逐渐提升,冰区船舶的研究受到更多的重视并取得了相当的发展。冰区船舶航行的多工况性使其工作环境较常规船舶有很大不同,特别是在破冰航行状态,破冰船会受到较大的破冰阻力,对船体的航行性能产生较大的影响。随后部分碎冰会沿船体表面下浸至船底,并滑入螺旋桨前流场中,与船艉部的螺旋桨发生铣削碰撞,在螺旋桨表明产生冰载荷,影响桨的水动力性能等。然后,桨叶所受到的冰载荷通过推进轴系传递至推进系统的其他构件,对整个轴系产生较大的破坏影响。为了探讨冰区航行船舶在连续式破冰和冲撞式破冰下船舶受到的破冰阻力与流体阻力受航速、冰厚的影响规律。首先运用显示动力软件LS-DYNA,选用某极地科考船,建立船-冰-流耦合模型,分析破冰船不同航速下、不同冰厚下船体受到的冰阻力、水阻力和冰排的变形损伤。在破冰航行过程中,冰排有明显的断裂损伤,并在船体表明和船后都有大量碎冰堆积。计算发现破冰船的冰阻力随着航速增大而增大,随冰厚的增大而增加;对于流体阻力,其数值大小随冰厚的变化对流体阻力的大小影响不大,但其随航速增大而增大。进一步分析部分碎冰滑入船底与螺旋桨的铣削碰撞,采用SPH粒子模拟海冰,进行冰-桨-流一体的数值计算。在计算前首先介绍了海冰在拉伸破坏和压缩破坏下的力学性能,分析其在单轴加载、双轴加载、三轴加载形式下的海冰裂纹萌生扩展形式。并根据国外的高速球型冰冲击钢板实验对本章的数值仿真方法进行验证,计算结果满意,和实验结果较为贴合。随后选用Rclass冰级桨模型,建立其三维模型,分析了冰桨铣削过程中海冰的破坏模式和螺旋桨表面受到的应力集中现象。在此基础上改变三种铣削深度,分别计算了 9个进速系数冰桨铣削过程。绘制冰桨接触力系数和冰载荷扭矩系数与进速系数的关系曲线,并将曲线趋势与文献计算的大侧斜桨进行对比分析。结果表明冰载荷的大小随铣削深度增大而增大;当进速系数较低时,冰载荷的大小与进速系数呈现正相关,随后当遮蔽系数为零的时候,冰载荷大小随着进速系数的增大而减小。为了分析桨叶受到的冰载荷进一步对整个推进轴系的影响。采用显隐式结合的动力方法,对某冰区轴系系统进行了静动态分析。文章中首先对该推进轴系进行简单的校中计算,计算得到在自重下各个轴承的支反力、剪力、弯矩、挠度等结果,随后进一步分析后托架轴承的刚度与支撑点的改变对轴系负载均匀性的影响,为轴系的合理设计提供支持。在此基础上,用显示动力法进行变参数的冰桨碰撞数值计算,变参数主要包括海冰径向位置的改变、海冰大小的改变和海冰速度的改变,随后提取冰桨接触总载荷的轴向力Fx,垂向力Fz,轴向弯矩Mx,水平弯矩My四个分量。再在Abquas软件里将这四个冰载荷输入到推进轴系的一端,分析推进轴系的冲击响应。计算结果表明,冰载荷的产生会对靠近螺旋桨一端的后托架轴承产生较大的支反力、位移响应、扭矩响应和应力变化。轴系的位移、等效应力、扭矩会随着海冰径向距离的减小而增大,随着海冰尺寸的增大而增大,海冰速度越快其受到的破坏越大。

关键词：破冰船冰区螺旋桨推进轴系破冰阻力铣削冲击响应

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：