王人凤尤云祥,2)陈科段金龙

∗(上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240)†(上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240)

动力学与控制

两自由度舵
--轴系统振动三维效应修正模型1)

王人凤∗,†尤云祥∗,†,2)陈科∗,†段金龙∗,†

∗(上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240)†(上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240)

考虑到小展弦比舵所存在的三维效应，利用附加质量系数ε和环量系数δ对经典Theodorsen两自由度运动方程进行修正，并与经典颤振实验结果进行比较，验证了修正后两自由度运动方程的适用性.质量比µ的不同会引起两自由度舵--轴系统振动V--g曲线形态的差异，故根据V--g曲线形状的不同将系统的振动分为第一类振动和第二类振动，其对应情况下可能发生的颤振为第一类颤振和第二类颤振.利用修正后的两自由度颤振理论模型分析了支撑刚度kh、扭转刚度kα、舵弦向重心位置xα和初始攻角AOA对舵--轴系统颤振特性的影响规律，并通过开展相关实验对理论计算值进行验证，实验结果与计算值吻合良好.计算结果表明，kh,kα,xα和AOA对颤振速度VF存在显著影响，它们可以分别在一定的取值范围内导致系统发生第二类颤振.并且，VF随kh的增大单调增大，随kα和xα的增大先增大再减小，随AOA的增大则逐渐减小.其中，令VF存在非零值的xα取值范围狭小，反映了系统振动形态对xα的敏感性.因此，在设计阶段避免将xα设置在这个狭小的范围内可以……