摘要：喷水推进器进口流道、推进泵泵壳和喷口构成了一个复杂曲面过流流道,文章针对该流道结构的声传播特性问题,研究了用于声场计算与分析的声学有限元法,并进行了仿真实验。文中建立了喷水推进流道的声学有限元模型,在COMSOL环境中仿真分析了偶极子声源在某型喷水推进器流道中的声传播特性。仿真结果表明:受流道截止频率影响,315 Hz频率附近的噪声不能向进口流道入口方向传播,而在喷口处呈现较高的辐射噪声级;5 kHz频率以下,传递损失有随频率增加而逐渐减小的趋势,但随着频率升高,传递损失有逐渐增加的趋势。

摘要：极地船舶破冰航行时,常处于系柱工况或低进速工况,此时易发生螺旋桨空化,引起推力下降,严重影响破冰能力。为有效指导极地螺旋桨水动力性能设计,该文从模型试验和数值模拟这2种方法入手,针对极地螺旋桨系柱工况下由空化引起的推力下降问题进行研究。首先,在空泡水筒设施中分别开展某自主设计极地螺旋桨的敞水性能试验和系柱工况推力下降试验。结果表明:受空泡水筒工作段空间限制与螺旋桨诱导速度影响,模型试验难以满足零进速条件,无法真实反映系柱工况的螺旋桨推力下降特征。为此,文中进一步开展基于Star-CCM+软件的数值模拟研究。通过对比敞水预报结果与模型试验结果,验证了数值计算精度,并开展系柱工况和低进速工况的推力下降数值模拟。结果表明:模型试验测得的系柱工况推力下降趋势与低进速工况数值结果相符,而在系柱工况模拟中,螺旋桨推力下降点与低进速工况相比出现更早,转速空化数σ_(n)=2.00时,推力即开始迅速下降;转速空化数σ_(n)=1.00时,该极地螺旋桨推力下降至敞水工况的43.9%,造成水动力性能显著恶化。分析系柱推力下降机理机制,发现其发生的主要原因是叶面平均压力在叶背空泡影响下大幅减小。

摘要：喷水推进组合体作为我国独创的一种节能型推进装置,其推进效率、操作性能和变工况适应能力的优势显著,在研制到应用的过程中已得到充分体现。通过调整舵壳及舵板的转动角度实现航态控制,对不同转动角度下的推进组合体各部件及整体进行受力分析,并对不同航态下组合舵的内部流动及尾流场进行分析。结果表明:舵壳和中舵板的同步转动改变了组合舵内部流道的压力和速度分布以及喷口后流体的流动方向,以此控制船舶正航转向;小角度转动时相对转动与同步转动效果相似;通过对中舵板转动角度的调节可控制前后出流方向的流量,中舵板在较大相对转动角度时将使得舵内有效流道面积减小,喷口尾流从舵内偏折并从间隙反向喷出,可控制船舶减速或倒航。

摘要：对装备在某喷水推进快艇上的柴油机调速系统进行了研究。该系统包括转速控制器、执行机构和柴油机主机广义对象。其中,柴油机主机广义对象将喷油量控制电机的角度信号作为输入,将柴油机主机转速作为输出。建立了执行机构模型、柴油主机广义对象非线性模型,利用实测数据对模型参数进行了辨识及模型验证。采用反馈线性化方法(FL),将柴油机主机非线性模型转化为伪线性模型,再基于该伪线性模型研究了FL-PID控制策略;通过零极点配置的方法完成了控制器参数的整定,并在Simulink平台中搭建了仿真模型。仿真结果表明,与常规PID控制策略相比,采用FL-PID控制策略后,响应时间、调整时间、超调量等与主机转速跟踪性能相关的指标得到了明显改善,有移植至实船的应用潜力,对其他非线性系统控制器设计有一定的参考价值。

摘要：为探究冰桨干扰下螺旋桨的空泡脉动压力特性,以某破冰船的螺旋桨为研究对象,在空泡水筒内开展冰阻塞工况下的螺旋桨空泡脉动压力试验,探究冰阻塞和冰桨轴向间距对螺旋桨空泡脉动压力的影响。试验结果表明:当有冰阻塞时,螺旋桨叶背处的空泡面积相比无冰阻塞时明显变大,1阶叶频脉动压力显著增大;随着冰桨轴向间距的减小,螺旋桨空泡面积变大,1阶叶频脉动压力增大;试验中产生的桨-船体涡空泡(Propeller-Hull Vortex Cavitation,PHVC)会影响桨叶的空泡形态和脉动压力,使2阶叶频脉动压力增大,并使空泡脉动压力具有随机瞬态特性,经典的FFT(Fast Fourier Transform)谱不能用来分析其非平稳特征,需研究新的分析方法。由于PHVC引起的随机瞬态脉动压力幅值较大,工程上应避免船舶产生PHVC。

摘要：近几年,社会群体和国际海事组织(IMO)等机构开始关注商船及挖泥船的水下辐射噪声对海洋生物的影响,并希望能够对螺旋桨空化噪声进行有效控制。在此背景下,国内外学者对螺旋桨空化噪声的预测方法进行了多方面的研究。文章对过去十几年的螺旋桨空化噪声预测方法研究进行了总结与梳理,包括螺旋桨空化流场模拟、声比拟计算方法、面元法的应用、机器学习的应用和试验测试等,可为有志于进行螺旋桨空化噪声预测方法研究的学者提供借鉴。

摘要：根据前置导叶轴流式推进器的结构与性能特点,改进水力性能试验方法,重新设计相关试验设备,准确得到多种静动间距下的水力性能曲线,验证数值计算结果,初步掌握静动间距对前置导叶轴流式推进器水力性能的影响规律。

摘要：船舶在极地地区航行时的操纵问题远比常规水域复杂,使得船舶在极地的航行十分危险,而目前关于极地破冰船特点及操纵性设计需求等方面的分析研究较少。该文介绍了与破冰船操纵性相关的风、浪、流、浅水、狭窄水道、低温和能见度等极地环境条件,分析了俄罗斯等国破冰船的分类及特征,总结了吊舱、多桨多舵破冰船操纵装置操纵性标准相关需求。为满足操纵设计的需要,介绍了破冰船操纵性模型试验、实船试验和数值模拟等操纵性研究方法,提出船-冰相互作用力的计算方法,如经验公式法、有限元法和离散元法等。通过以上分析与总结,为极地破冰船的操纵性设计提供了思路和参考。

摘要：导管是泵喷推进器的重要组成部分,为剖面机翼型、轴对称环形结构,是推进器内外流场的控制面。为分析导管对泵喷与艇体相互作用的影响,文章以SUBOFF艇尾15°去流角配置NACA66-0.8翼型导管为对象,通过数值计算方法,采用虚拟盘模型模拟转定子推力,分析了导管翼剖面倾角与拱度变化对推力减额、动量影响系数及流量的影响及变化趋势。最后,给出了泵喷工程设计中导管翼剖面倾角、拱度取值的建议,为泵喷导管优化设计提供参考。

摘要：船舶在航行过程中需要减摇系统来抵抗风浪,从而使其能够稳定作业,并提高安全性和船员的舒适度。陀螺减摇装置作为一种非常有效的减摇装置,其优点是其完全在船体内发挥作用,不需要足够的可移动质量来产生控制力矩。该文首先建立了船舶在随机海浪中的非线性波浪力扰动模型,并结合陀螺减摇装置工作原理,建立船舶与陀螺减摇装置联合动力学模型,分别为自然驱动和控制器驱动的2种陀螺稳定器模型,构造了相应的MATLAB Simulink船舶运动控制仿真框图。仿真结果表明:自然驱动和控制器驱动的陀螺稳定器都能通过轮子高速旋转和进动角变化的陀螺效应来减小横摇。与自然驱动的陀螺稳定器相比,控制器驱动的陀螺稳定器能更有效地减少船舶非线性横摇运动。