检索结果-南通市图书馆

船舶工程 2018年第10期40卷 52-58页

作者：兰加芬欧阳武严新平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

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... 详细信息

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。

关键词：无轴轮缘推进器水动力性能桨叶强度

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侧斜螺旋桨桨叶强度计算及其可靠性分析

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舰船科学技术 2002年第6期24卷 10-12页

作者：田斌斌姜治芳朱英富武汉船舶设计研究所武汉430064

本文用有限元方法并结合MonteCarlo法校核了侧斜螺旋桨的强度 ,在此基础上对侧斜螺旋桨强度进行了可靠性分析 ,得出相应的可靠度系数。

关键词：桨叶强度计算侧斜螺旋桨 MonteCarlo法可靠性

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IMP推进器导管优化及桨叶强度校核方法研究

IMP推进器导管优化及桨叶强度校核方法研究

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作者：郭婷武汉理工大学

学位级别：硕士

IMP （Integrated Motor Propulsor）集成电机推进器是国外出现了一种新型动力电机和泵喷射推进器结构一体化的水下推进装置。IMP推进器从结构上来看是吊舱推进器和导管螺旋桨的一种集合。IMP推进方式中,电机的定子（铁心及绕组）安装... 详细信息

IMP （Integrated Motor Propulsor）集成电机推进器是国外出现了一种新型动力电机和泵喷射推进器结构一体化的水下推进装置。IMP推进器从结构上来看是吊舱推进器和导管螺旋桨的一种集合。IMP推进方式中,电机的定子（铁心及绕组）安装在导管中,转子（永磁磁极）安装在带环螺旋桨桨叶的叶梢以环的形式出现。IMP特别适合于船舶、UUV、鱼雷等舱室空间和携带能源有限的应用环境。国内对于IMP推进器的研究较国外晚,目前只限于基础研究阶段,与国外技术相比较仍然很落后。本文以有桨轴型吊舱导管式IMP推进器为研究对象,以计算流体动力学CFD软件FLUENT为平台,结合螺旋桨水动力学知识,模拟计算IMP推进器水动力性能,主要完成以下几个方面的研究工作： 1)优选导管类型。研究各种导管类型,分析各种导管桨敞水性能,以推进效率和推力系数为依据选取三种性能优良的导管类型。在三种导管内放置电机前提下调整导管尺寸,作为IMP推进器导管。对IMP推进器导管和螺旋桨进行整体建模,分析各导管类型模型的水动力性能。选择其中水动力性能最优的导管类型模型,将该模型设为第一推进器模型。 2)优选导管参数。分析导管各个参数对导管水动力性能的影响,在第一推进器模型为基础,通过变化其导管参数中最为主要的几个参数（长径比、收缩系数、扩张系数）衍生为系列IMP推进器模型,建模并用CFD数值仿真计算,分析导管几何参数的变化对IMP推进器性能的影响规律,得到水动力性能较为优良的导管参数。 3)IMP推进器桨叶强度校核方法的研究。主要研究IMP推进器在满足强度条件下,螺旋桨叶片厚度分布及叶剖面应力分布规律研究。采用分析法,在保证IMP推进器水动力性能不变前提下,将各个剖面的厚度减小至最小,即保证各剖面的最大应力等于材料的许用应力,同时保证螺距沿径向分布、厚度沿径向分布的光顺性。本文计算结果与试验结果对比,结果满意,表明本文采用的数值计算方法可用于IMP推进器水动力性能的模拟计算和预报。本论文研究成果意义在于：①通过对IMP推进器导管主要参数的研究,分析得到推进器性能随导管参数变化的规律,以此设计出一种性能优良的新型IMP推进器导管。②首次为IMP推进器桨叶强度校核提供一种可参考方法。

关键词： IMP推进器水动力性能数值模拟导管参数桨叶强度

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集成电机推进器设计及在无人艇上的应用

集成电机推进器设计及在无人艇上的应用

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作者：郑跃洲华南理工大学

学位级别：硕士

集成电机推进器(IMP)是近来出现的一种高技术含量的电力推进器。由于现有的波浪推进无人艇在靠离码头和应急避碰时需要启用辅助动力装置,而国产的船用挂机在海上工作时可靠性较差,而且寿命低。因此,本文综合地进行了电机设计、水动力性... 详细信息

集成电机推进器(IMP)是近来出现的一种高技术含量的电力推进器。由于现有的波浪推进无人艇在靠离码头和应急避碰时需要启用辅助动力装置,而国产的船用挂机在海上工作时可靠性较差,而且寿命低。因此,本文综合地进行了电机设计、水动力性能计算、桨叶和撑杆的强度分析以及电机散热计算,为波浪推进无人艇设计有桨轴型集成电机推进器。推进器的外观设计借鉴导管桨和吊舱推进器。首先通过Ansoft Maxwell的电机分析模块(RMxprt)为推进器设计出永磁无刷直流电机的主要尺寸参数,得到主要性能和机械特性;然后依据电机的额定转速、转矩、转子和定子的尺寸等参数选择合适的螺旋桨和导管型号,并通过Solidworks进行机械结构设计。本文设计的有桨轴型集成电机推进器的外观与JD7704-Ka4-55的导管桨相似,且采用相同的螺旋桨。在Star-ccm+软件上分别使用移动参考系法和滑移网格法,计算导管螺旋桨的敞水性能,经与图谱试验值对比,验证了数值模拟方法的准确性,同时比较了SST k-?和标准k-?两种常用湍流模型对计算结果的影响。在此基础上,对有桨轴型集成电机推进器进行了水动力性能计算,并分析了其水动力性能不如导管桨的原因。通过双向流固耦合方法计算得到桨叶材质为5083铝合金的导管桨水动力性能和桨叶最大应力与应变随进速系数变化的曲线。通过导管桨敞水性征曲线与图谱试验值的比较对比,验证了双向流固耦合方法的可行性,并对比了5083铝合金材质与铝镍青铜材质桨叶的结构强度。用相同方法对有桨轴型集成电机推进器的桨叶强度进行了校核,验证了使用5083铝合金材质桨叶的可行性。结合水动力计算结果,通过Solidworks Simulation对撑杆进行静应力分析,设计出满足强度要求的撑杆。简化电机的结构,为电机定子设置热源,通过流固耦合热传递的方法计算了集成电机推进器在不同进速系数和不同转速时的散热情况,得到电机定子和导管内间隙流场的温度场,分析了推进器的轴向间隙对散热和推力的影响。最后通过重叠网格计算了无人艇模型的静水阻力,并与船模静水阻力试验数据对比,验证了方法的可行性。在此基础上,通过体积力螺旋桨法,应用设计的有桨轴型集成电机推进器,对安装一个和两个IMP时的无人艇在静水中航行时的航速进行了预报;接着预报了安装一个IMP和首固定翼的无人艇在静水和迎浪规则波中航行时的航速。

关键词：集成电机推进器流固耦合桨叶强度航速预报

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