船-桨-舵-舵球式推力鳍系统水动力性能数值计算
船体、螺旋桨整体理论计算是一个非常复杂的课题，螺旋桨粘性流场和水动力性能以及它与船体的相互作用一直是船舶研究和设计人员非常关心的问题。船舶推进节能附体是实现船舶节能的有效方法之一，其节能效果显著、结构简单、造价低廉，用CFD方法研究其流场流动细节对船体伴流场的影响，具有重要的理论意义和工程价值。随着CFD技术的发展，现在的研究对象把节能附体、舵、螺旋桨同时考虑在内，研究的工况越来越复杂，也越来越接近于实际情况，比如开始涉及到升沉、纵倾、波浪对计算结果的影响。
虽然船舶流场及水动力数值预报方面的研究已取得了一些成果，但是研究工作的焦点主要集中在中等方形系数船型或驱逐舰上。对方型系数较大的肥大型船舶的流场及水动力性能的CFD研究，国内外学者都还没有进行过系统的分析。散货船、油船和集装箱船民船的三大主力船型，其中散货船和油船都属于肥大型船，因此对肥大型船舶数值模拟方法的研究具有很重要的意义。本文基于CFD技术研究了某75000DWT散货船这种肥大型船的船体与节能附体及螺旋桨之间的定常干扰问题。
论文对ANSYS ICEM CFD与STAR CCM+这两种软件应用在裸船体及船桨整体水动力性能数值预报上的可行性进行了验证，通过对KCS船的裸船体及船桨整体的水动力性能预报，得到的计算值与试验值比较后，证明了该数值模拟方法能够很好的用于船舶的水动力性能预报和绕流场的研究分析；同时在模型建立，网格划分，湍流模式的选取，边界条件处理等方面积累了一些经验，为进一步利用CFD方法研究船舶的水动力性能和绕流场打下了良好的基础。
在准确预报KCS船水动力性能的基础上，为验证该网格划分方法和湍流模式的适用性，对某75000DWT散货船的裸船体、船－桨－舵系统进行了计及自由液面的水动力性能计算，并在舵上加装两种节能附体，对船－桨－舵－舵球系统、船－桨－舵－舵球式推力鳍系统进行了计及自由液面的定常水动力性能计算。并对所有计算结果进行了细节分析，讨论了船、桨、节能附体之间相互干扰对三者各自的影响，得出了舵球及舵球式推力鳍这两种桨后节能附体的节能减阻效率，从流场流动细节上分析了节能附体的工作机理。
螺旋桨;船桨相互干扰;数值模拟;水动力性能;粘性流场;数值预报;湍流模式
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
郭春雨
2012
中文
U664.33
84
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）