水翼、螺旋桨空泡性能数值预报研究

发布时间：2022-02-18 07:47

　　随着现代舰船对快速性及隐蔽性的要求越来越高，作为舰船的最主要的推进装置的螺旋桨的水动力性能和空泡性能一直是研究者的主要研究内容，也是造船界所密切关心的。由于快速性的要求，螺旋桨上不可避免的会产生空泡，易导致脉动力急剧增大，还会对船体造成腐蚀和噪声。因此，对螺旋桨的水动力性能和空泡性能的研究，从而为提高舰船的快速性尤为重要。本文主要用数值计算方法对水翼和螺旋桨的空泡性能预报进行了研究。编写了一套完整的计算二维水翼、三维水翼和螺旋桨的水动力性能和空泡性能的程序。对于二维水翼、三维水翼和螺旋桨的空泡性能数值预报，本文采用了基于面元法的非线性理论的空泡模型。二维水翼的空泡面由两个边界问题决定，其一，已知空泡长度，空泡数未知，求空泡面和空泡数；其二，已知空泡数，空泡长度未知，求空泡面和空泡长度。基于这样的二维水翼的空泡问题，本文采用了混合迭代法，迭代至收敛后的空泡面既满足压力条件也满足条件法向速度为零。对于三维水翼和螺旋桨额空泡性能数值预报，本文采用了基于面元法的空泡末端封闭模型及压力恢复模型，通过压力库塔迭代，直至空泡面收敛。运用动力学边界条件和运动学边界条件，根据已知的空泡数，进行空泡面迭代... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 水翼、螺旋桨空泡流研究进展
    1.3 本论文的主要工作
第2章 无空泡二维水翼水动力性能
    2.1 前言
    2.2 基于面元法理论模型建立
        2.2.1 格林公式
        2.2.2 二维水翼无空泡模型
    2.3 离散方程
    2.4 数值计算结果及分析
    2.5 本章小结
第3章 二维水翼空泡性能
    3.1 空泡
        3.1.1 空化现象
        3.1.2 空化数
        3.1.3 空泡类型
    3.2 二维水翼空泡模型
        3.2.1 线性理论
        3.2.2 非线性理论
    3.3 空泡模型离散化
        3.3.1 空泡厚度计算
        3.3.2 CSCL 迭代
        3.3.3 CSCN 迭代
        3.3.4 混合迭代过程
    3.4 数值结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 三维水翼空泡性能
    4.1 前言
    4.2 基于升力面理论三维空泡计算
        4.2.1 边值问题
        4.2.2 积分方程
        4.2.3 数值计算
    4.3 基于面元法三维水翼空泡模型
    4.4 离散方程
        4.4.1 积分方程离散
        4.4.2 边界条件离散
        4.4.3 空泡厚度离散
        4.4.4 空泡迭代算法
    4.5 数值计算及分析
        4.5.1 矩形水翼空泡
        4.5.2 椭圆水翼空泡
        4.5.3 无限展长水翼空泡
    4.6 本章小结
第5章 螺旋桨的空泡性能计算
    5.1 前言
    5.2 螺旋桨几何形状
    5.3 螺旋桨空泡模型及边界条件
    5.4 数值求解方法
    5.5 结果分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]水中含气量对螺旋桨空泡噪声影响的试验研究[J]. 张永坤,熊鹰,叶金铭.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2009(02)
[2]二维水翼的局部空泡流研究[J]. 程晓俊,鲁传敬.  应用数学和力学. 2000(12)

博士论文
[1]螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D]. 王超.哈尔滨工程大学 2010
[2]螺旋桨空泡性能及低噪声螺旋桨设计研究[D]. 胡健.哈尔滨工程大学 2006
[3]非均匀流中螺旋桨空泡及脉动压力的数值和试验研究[D]. 熊鹰.武汉理工大学 2002

硕士论文
[1]船舶螺旋桨空泡性能理论预报[D]. 方会东.哈尔滨工程大学 2008



本文编号：3630482