变航态推进器设计及水动力性能分析
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  • 英文篇名:Design and hydrodynamic performance analysis of variable aerodynamic propeller
  • 作者:胡健 ; 张维鹏 ; 赵大刚
  • 英文作者:HU Jian;ZHANG Weipeng;ZHAO Dagang;College of Shipbuilding Engineering,Harbin Engineering University;
  • 关键词:变航态推进器 ; 转速匹配 ; 水动力性能 ; 不定常力 ; 压力分布
  • 英文关键词:variable aerodynamic propeller;;speed matching;;hydrodynamic performance;;unsteady force;;pressure distribution
  • 中文刊名:HZLG
  • 英文刊名:Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition)
  • 机构:哈尔滨工程大学船舶工程学院;
  • 出版日期:2019-07-11 13:03
  • 出版单位:华中科技大学学报(自然科学版)
  • 年:2019
  • 期:v.47;No.439
  • 基金:国家自然科学基金资助项目(51679045,51579052,11102048,11302057);; 哈尔滨工程大学中央高校基本科研业务费资助项目(HEUCGF201814)
  • 语种:中文;
  • 页:HZLG201907021
  • 页数:5
  • CN:07
  • ISSN:42-1658/N
  • 分类号:118-122
摘要
为了改善变航态推进器的推进性能,设计了一种将前桨和后桨集成安装的水下变航态推进器.该变航态推进器采用了高速航态前桨和低速航态后桨相结合的方式,通过两个螺旋桨的转速匹配来提高推进性能.使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对推进器周围的流场进行网格加密,采用滑移网格实现螺旋桨的旋转.使用雷诺时均-斯托克斯(RANS)方法对变航态推进器的水动力特性进行了分析.从数值模拟结果可以看出:转速匹配有利于水动力性能的提升,但由于存在摩擦阻力,转速匹配不能完全抵消高速螺旋桨引入所带来的水动力性能下降;同时,旋转的前桨有助于降低后桨表面受到的不定常力.
        To improve the low-speed state propulsion performance of a multi-working thruster,an underwater variable aerodynamic propulsion device with front and rear propellers integrated installation was designed.The multi-working thruster adopted a combination of a high-speed state propeller and a low-speed state propeller,and the rotating speed of the two propellers was matched to improve the propulsion performance in different sailing speed.The propeller performance is improved by matching the rotational speed of two propellers.The hydrodynamic characteristics of the multi-working thruster were analyzed by Reynolds average Navier-Stokes method.It can be observed from the numerical simulation results that the application of rotating speed matching conducive to improving the hydrodynamic characteristics.However,due to the inevitable frictional resistance,the rotating speed matching cannot completely offset the installation of high-speed propellers.Rotating front propeller helps to reduce the unsteady force on the rear propeller surface.
引文
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