深海无人潜器高效推进器的设计研究
深海无人潜器的推进器形式多种多样，在众多的推进形式中，螺旋桨及其所衍生出的各种组合推进器应用最广泛，其设计和性能计算也一直是船舶领域中非常重要的课题之一。本论文以设计高效螺旋桨为目的，主要从图谱设计和优化设计两个方面对深海无人潜器螺旋桨进行了设计研究。文中还对设计螺旋桨进行了基于粘性流体力学理论的全流场分析求解，为了尽可能地模拟真实流场，对几组螺旋桨敞水性能的仿真计算结果进行了比较分析。
论文首先对深海无人潜器螺旋桨进行图谱设计，本次图谱设计过程选择采用MAU4-40系列桨图谱为设计图谱，图谱设计以最佳效率螺旋桨设计原理为准则，并结合空泡校核、强度校核、螺距修正等几个方面对设计螺旋桨进行全面的设计讨论，初步得出了满足螺旋桨推力条件的螺旋桨母型。
论文接着应用CFD仿真计算软件，对常规螺旋桨DTRC4119桨进行了不同湍流模型和不同网格数两种情况的分析讨论，得出参数设置与CFD模拟计算精度之间的关系。以DTRC4119桨的CFD数值分析为基础，进一步对本次设计的深海无人潜器螺旋桨进行了CFD模拟计算，并与图谱设计值进行比较，结果显示CFD数值分析结果较为准确。
论文最后利用iSIGHT优化设计软件集成CFD仿真计算软件对深海无人潜器螺旋桨进行了优化设计。优化设计以尽可能地提高螺旋桨敞水推进效率为优化目标，在保持主机功率不变和满足螺旋桨推力条件下寻找最优的组合方案。结果显示，优化设计后的深海无人潜器螺旋桨敞水推进效率得到了一定的提高。优化过程表明采用优化设计平台对深海无人潜器螺旋桨进行设计节省人力物力，并且能够全面地探讨各参数对优化目标的影响，从而得到满足各方面要求的最优设计方案。
深海无人潜器;高效推进器;图谱设计;数值分析;优化设计;粘性流体力学
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
徐玉如
2012
中文
U674.941;TP391.72
83
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）