摘要：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。

摘要：喷水推进泵内空化的发生直接影响推进效率,尤其是进入性能陡降工况,针对目前对该工况下喷水推进泵内涡与空化相互作用认知不足,极需从机理方面展开研究。本文采用分离涡流模拟(detached eddy simulation,DES)湍流模型Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型对性能陡降工况下的喷水推进泵内部空化流场进行数值模拟,并结合柱坐标系下的涡量输运方程对喷水推进泵内涡与空化的相互作用机理进行分析。研究表明:数值计算的空化性能曲线与实验测量结果吻合较好;涡线拉伸扭曲项与涡量分布密切相关;斜压矩项和膨胀项主要集中在汽液交界面处,会引起涡量场的重新分布,并且膨胀项的量级要大于斜压矩项;在间隙处,粘性耗散性量级较大,粘性耗散项的作用不可忽略。