全回轉(zhuǎn)推進器全回轉(zhuǎn)過程水動力性能研究課件

1、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程水動力性能研究全回轉(zhuǎn)推進器簡介1全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法2全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性3匯 報 內(nèi) 容 Contents小結(jié)41、全回轉(zhuǎn)推進器簡介概念內(nèi)涵發(fā)展歷史分類事例一、全回轉(zhuǎn)推進器簡介概念內(nèi)涵1Azimuthing thruster refer to those propulsion systems that can generate thrust vectors in a horizontal plane in any direction by rotating the propulsion unit around its vertical shaft on a

2、 continuous basis.Podded propulsor is one kind of azimuthing thruster with electric motor in the under water housing and a propeller in the up stream of the housing.一、全回轉(zhuǎn)推進器簡介發(fā)展歷史21950 first azimuthing thruster Schottel GmbH & Co1970s promoted by frequency controlled E-motors1980s first small electr

3、ic POD1990 first electric POD 1.5MW1998 14MW PODNow 7MW azimuthing thrusters and 30MW POD一、全回轉(zhuǎn)推進器簡介分類事例3Z driveL dirve一、全回轉(zhuǎn)推進器簡介分類事例3PushingPulling2、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能數(shù)值方法困難挑戰(zhàn)力學(xué)建模方程求解二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法困難挑戰(zhàn)1海洋環(huán)境復(fù)雜（非定常、湍流）兩個耦合旋轉(zhuǎn)軸 （螺旋槳旋轉(zhuǎn)快，裝置回轉(zhuǎn)慢，直接同時模擬兩個旋轉(zhuǎn)軸費時費力（計算資源）二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法困難挑戰(zhàn)1數(shù)值預(yù)報的本質(zhì) 解正確的方程-力學(xué)建模 求方程的正確

4、解-方程求解二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法力學(xué)建模2 多個獨立旋轉(zhuǎn)軸問題的力學(xué)建模已十分成熟； 坐標系轉(zhuǎn)換，NS+科氏力 多個耦合旋轉(zhuǎn)軸問題，可直接處理，性價比超低； 方法-解耦； 可不可以解？ 怎么解？二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法力學(xué)建模2 可以解耦 分解成多個回轉(zhuǎn)角下推進器問題定常法：固定回轉(zhuǎn)角，螺旋槳旋轉(zhuǎn)；準定常法：回轉(zhuǎn)，螺旋槳旋轉(zhuǎn)；二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法方程求解3單旋轉(zhuǎn)軸/多個立旋轉(zhuǎn)軸問題的求解方法已較為成熟； 湍流問題-SST湍流模型； 旋轉(zhuǎn)問題-交界面技術(shù)； 空間離散問題-網(wǎng)格策略；二、全回轉(zhuǎn)推進器力學(xué)性能預(yù)報方法方程求解3MARINTEK國際合作項目中斜流試驗測試

5、數(shù)據(jù)驗證驗證了斜流下全回轉(zhuǎn)推進器水動力性能數(shù)值預(yù)報方法3、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性數(shù)值預(yù)報驗證試驗力學(xué)特性三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性數(shù)值預(yù)報1 解耦-0360，間隔10，36個斜流工況； 工況-進速系數(shù)J0.508；方法-RANS；湍流模式 SST k-控制方程（RANS方程）：三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性驗證試驗2 為了驗證數(shù)值預(yù)報結(jié)果的準確性，開發(fā)專用全回轉(zhuǎn)推進器六分力動力儀。三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性驗證試驗2 在循環(huán)水槽用自研的全回轉(zhuǎn)推進器六分力動力儀對某全回轉(zhuǎn)推進器六分力進行了測量。36個試驗工況。 The tests were performed at rota

6、ting speed of propeller model nm=12.84 s-1 and the flow speed v=1.5m/s to meet the advance coefficient j=0.508. 三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性力學(xué)特性3unit axial force (Fx) and side moment (My)全回轉(zhuǎn)推進器單元軸向力和側(cè)向力矩計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好；均呈“M”(“W”)形，且回轉(zhuǎn)角在120和240 附近時最大；三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性力學(xué)特性3unit side force (Fy) and axial moment (Mx)全回轉(zhuǎn)推進器單元側(cè)向力和軸向力矩計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好；均呈“反對稱”形，且回轉(zhuǎn)角在90和270 附近時最大；三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性力學(xué)特性3unit vertical force (Fz) and moment (Mz)全回轉(zhuǎn)推進器單元垂向力和力矩計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好；垂向力矩均呈“反對稱”形，且回轉(zhuǎn)角在150和210 附近時最大；垂向力較小；三、全回轉(zhuǎn)推進器回轉(zhuǎn)過程力學(xué)特性力學(xué)特性3propeller axial force (Fx) and moment (Mx)全回轉(zhuǎn)推進器螺旋槳軸向力知力矩均呈“M”(“W”)形，且回轉(zhuǎn)角在120和24