毂帽鳍参数变化对新型低噪声耦合桨增效影响的数值分析
2021-02-25李亮刘登成韩用波许影博
哈尔滨工程大学学报 2021年1期
李亮, 刘登成, 韩用波, 许影博
(1.中国船舶科学研究中心 船舶振动噪声重点实验室,江苏 无锡 214082; 2.江苏省绿色船舶技术重点实验室,江苏 无锡 214082)
2014年,国内海军装备研究院马骋等[1]提出了一种低噪声多叶耦合螺旋桨新构型,并通过数值计算和模型试验方法开展了性能研究,取得了较好的效果。这种新构型的主要特点是将多个桨叶(多达6~12叶)沿轴向错位多层耦合布置,有利于在叶数增加的情况下降低根部翼栅效应,从而减小螺旋桨的非定常力和低频噪声、改善叶片空泡性能和提高推进效率。和常规螺旋桨一样,耦合桨在实际工程应用中也需要考虑毂涡消除和能量回收的问题,毂帽鳍作为一种重要的消涡手段,具有结构简单、安装方便的特点,与耦合桨匹配使用同样可以达到很好的消涡节能效果。
新型低噪声耦合桨构型新颖,增效降噪潜力大,但是到目前为止,国内外并没有关于耦合桨毂帽鳍设计的相关文献,只能借鉴常规桨毂帽鳍的研究成果。毂帽鳍又称为消涡鳍,在1987年作为一种新型的节能装置被正式提出的,到2010年为止,已经有1 800多艘实船上安装了毂帽鳍,取得了很好的节能效果[2]。Ouchi等[3-4]进行了毂帽鳍流态显示试验;Kai等[5]通过数值计算分析了毂帽鳍的节能机理;Hsin等[6]用CFD工具对毂帽鳍的各种参数进行了考察,得出结论影响毂帽鳍节能效果最主要的因素是鳍片的螺距角以及安装角。国内也有很多学者对毂帽鳍的节能机理等问题进行过研究,王超[7]采用CFD方法分析了影响毂帽鳍水动力性能的几个参数,并给出了相关建议;……
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