摘要：Experimental tests were conducted to evaluate the hydrodynamic performance of an L-type podded propulsor in straight-ahead motion and off-design conditions using an open-water measuring instrument developed by the authors for podded propulsors, a ship model towing tank, and under water particle image velocimetry （PIV） measurement systems. Under the three types of conditions, the main parameters of an L-type podded propulsor were measured, including the propeller thrust and torque, as well as the thrust, side force, and moment of the whole pod *** addition, the flow field on the section between the propeller and the strut was analyzed. Experimental results demonstrate that the dynamic azimuthing rate and direction and the turning direction affect the forces on the propeller and the whole pod unit. Forces are asymmetrically distributed between the left and right azimuthing directions because of the effect of propeller rotation. The findings of this study provide a foundation for further research on L-type podded propulsors.

摘要：为了改善变航态推进器的推进性能,设计了一种将前桨和后桨集成安装的水下变航态推进器.该变航态推进器采用了高速航态前桨和低速航态后桨相结合的方式,通过两个螺旋桨的转速匹配来提高推进性能.使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对推进器周围的流场进行网格加密,采用滑移网格实现螺旋桨的旋转.使用雷诺时均-斯托克斯(RANS)方法对变航态推进器的水动力特性进行了分析.从数值模拟结果可以看出:转速匹配有利于水动力性能的提升,但由于存在摩擦阻力,转速匹配不能完全抵消高速螺旋桨引入所带来的水动力性能下降;同时,旋转的前桨有助于降低后桨表面受到的不定常力.

摘要：论文以某76000 DWT巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(ParticleImage Velocimetry,简称PIV)技术对设计吃水与压载吃水装载状态下船舶的标称伴流场进行了测量,测量结果精细的展现了舭涡、假毂毂帽涡以及"钩状"速度等值线结构,其流场特性与KVLCC,JBC等U型艉肥大型船舶艉流场特性符合。最后,对设计吃水与压载吃水工况下船舶标称伴流场进行了轴向速度分布,速度矢量分布、旋涡强度、涡量以及流线等对比分析。结果表明:桨盘面内流场受船舶装载状态影响较大,外流场区域受装载状况影响较弱。设计吃水状态下螺旋桨盘面舭涡呈现"圆形"而压载吃水状态呈现为"耳形"且设计吃水状态涡量较大。另外,不同装载状态下舭涡与假毂毂帽涡的旋涡中心不同。

摘要：为了减小在评估水动力组合附体节能效果时存在的尺度效应和海浪环境的影响,以安装有导流鳍-舵球组合节能附体的矿砂船模为研究对象,设计了一套能对螺旋桨推进性能等航行数据进行监测和分析的综合测试系统,并在黄海北部海域先后开展了静水和波浪环境中的实海域自航试验,对不同浪高、浪向下组合附体对螺旋桨推进性能的影响进行了分析.试验结果表明:在不同波浪环境下,组合节能附体会对螺旋桨的推力和扭矩产生不同的影响,最大可使螺旋桨的推力增加15%~17%,扭矩下降3%~7%.

摘要：随着越来越多的国家认识到北极地区巨大的潜在价值,冰区船舶的性能研究和设计工作也愈发的为人们重视。为了研究冰区船舶在碎冰区域内的航行阻力,运用Ls-dyna软件的罚函数算法和流固耦合算法对冰区船舶在碎冰中航行过程进行了数值模拟,分别计算了60%、80%和90%碎冰密集度下4个速度点的船-冰作用力。在船模拖曳水池非冻结模型冰试验的基础上,对数值模拟结果进行分析评估。认为数值模拟结果在较低速度条件下在定性上与试验结果比较符合,数值模拟方法在冰区船阻力性能研究工作中有着重要的参考价值。

摘要：为了研究运转工况和几何参数对叶轮水动力性能的影响,本文建立了有限流域内叶轮水动力性能的计算方法,开展了大型循环水槽驱动叶轮的水动力分析。基于面元法建立数值计算方法,在循环水槽壁面上以反余弦方式布置轴向面元,并均匀布置周向面元;在叶轮叶片上径向和弦向均采用余弦方式布置面元,计算过程中用压力库塔条件进行迭代至收敛。结果表明:叶轮在适当低的转速时效率较高,而叶轮的叶数只在螺距比较小时对水动力性能有较大影响。本文方法能够很好地预报推进叶轮的水动力性能,并且能够对叶轮设计提供指导意见。

摘要：基于计算流体力学(CFD)Star-CCM+软件,以船用E779A螺旋桨为研究对象,采用大涡模拟方法和Schnerr-Sauer空化模型模拟螺旋桨尖端梢涡空化.在螺旋桨可能发生尖端梢涡空化的位置上使用螺旋管为体积控制,形成螺旋加密网格,对E779A螺旋桨的梢涡空化进行更为精细的数值模拟.实验和数值模拟的水动力结果表明:本文方法具有良好的数值预报精度,推力、扭矩系数和敞水效率较为相符.在此基础上进行基于螺旋加密网格的梢涡空化数值模拟,通过模拟结果可以看出:螺旋加密区的流动得到了更为精细的模拟,并清晰展示了加密梢涡的速度和压力分布.数值和实验的空化结果比较表明:本文方法能够较好地预测螺旋桨的空化,尤其是梢涡空化的形态和规律.

摘要：水下航行器不仅在民用领域扮演着重要角色,在军事领域内也同样得到了广泛应用,具有广阔的应用前景。但水下航行器在航行过程中易受海流环境的影响,使其水动力参数呈现不确定性,进而导致运动姿态控制困难,航行发生偏移,增大航行成本,甚至还会影响到水下作战任务的完成以及碰撞事故的发生,危及航行安全。在梳理不同水下航行器在海流作用下的水动力学研究现状的基础上,讨论水下航行器应对海流干扰的控制方法,并对海流作用下水下航行器的发展方向进行展望,为研究复杂海流对水下航行器水动力参数的影响机理和控制器的设计提供一定的参考。

摘要：为了满足港口环境监测、海洋资源调查的要求,设计研发了一款装配T型水翼的电动双体水翼船,同时为了优化翼形和结构,对水翼进行了形状优化和轻量化设计。首先,将Fluent软件计算得到的水动力载荷施加到T型水翼表面,结合ANSYS Workbench软件提出了形状-拓扑的分级优化方法,通过形状优化确定了T型水翼的展弦比、尖削比和攻角等关键参数。其次,对初始结构进行有限元分析后发现其符合设计要求,并有很大优化空间,进而通过拓扑优化,确定了水翼立柱采用薄蒙皮和柱状翼梁结合的结构,水平主翼采用薄蒙皮、“双工”字型翼梁和多翼肋结合的结构。最后,优化后的T型水翼结构符合设计要求,质量减少了34%。

摘要：基于对船模自航实验的了解和结构分析,为使学生更好地学习船模试验,开发了一款具有自主知识产权的船模自航仪。该自航仪为拆分式断轴自航仪,采用分离式测量系统将螺旋桨的推力及扭矩拆分测量,拥有可更换模组增强学生的动手操作能力,同时也在一定程度上保障了螺旋桨、主机、船体之间的良好配合,提高自航试验测试精度。通过拖曳水池的试验验证,得到了良好的螺旋桨推力及扭矩测量结果,证明该设备可以很好地投入到本科教学试验中。