摘要：为了在螺旋桨设计中较为准确地估算螺旋桨在水中的附加转动惯量,为轴系设计提供更为准确的设计输入,并进一步探究螺旋桨设计参数对于附加转动惯量的影响规律,以通用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+为平台,运用内置的变形网格技术,以某油船螺旋桨为研究对象,进行基于RANS方程全粘流的附加转动惯量数值计算研究。在此基础上,通过参数变换获取两组弦长和螺距等比例变化的螺旋桨模型,计算其附加转动惯量并分析和设计参数之间的关系。结果表明:对于同一弦长分布的桨,附加转动惯量占比(水中附加转动惯量除以自身转动惯量)随螺距的增加而增加;对于同样螺距分布的桨,附加转动惯量占比随弦长的增加而减小。通过回归分析,建立螺旋桨水中附加转动惯量与弦长及螺距的回归模型,实现了设计中的快速预报。

摘要：采用自主开发的大振幅强迫横摇模型试验装置,开展了船模在10°横摇幅值、4种航速和横摇频率为0.05~1.25 Hz时的强迫横摇水动力试验研究。分析不同航速和横摇频率时船舶的横摇力矩幅值、横摇力矩与运动之间的相位差以及附加转动惯量等参数的变化规律。在试验中发现,当横摇频率小于船舶横摇固有频率时,随着横摇频率的减小,横摇力矩幅值先增大,然后基本保持不变,相位差单调减小,直至接近0°;当横摇频率大于船舶横摇固有频率时,横摇力矩幅值逐渐增大,相位差逐渐增大,直至接近180°。试验中还发现,随着横摇频率的增大,附加转动惯量呈线性增加,横摇阻尼呈非线性增加;随着航速的提高,附加转动惯量变小,线性横摇阻尼逐渐增大,而非线性横摇阻尼则减小。