船舶纵摇对内外桨水动力性能的影响分析
2021-08-17王文全胡笑寒王诗洋张祥瑞
船舶力学 2021年7期
关键词:船舶
王文全,胡笑寒,王诗洋,张祥瑞
(1.中国船舶及海洋工程设计研究院,上海 200011;2.哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨 150001)
0 引 言
螺旋桨工作于船尾部,由于船型尾部形状复杂、曲率变化大,推进器将受到船体运动后的伴流影响。进入桨盘面的水流速度及其分布(即桨盘面处伴流)受船体影响很大,与敞水情况完全不同。对于四桨两舵大型船舶,船尾附体较多,船桨干扰作用更加明显,船尾伴流更加复杂,内外桨所处的尾流场也有所不同。船舶运动使得船尾伴流场更加复杂,而船舶纵摇使得船后螺旋桨既有纵摇又有升沉,螺旋桨的运动变得很复杂,内外桨桨前伴流场会产生很大的变化,内外桨负荷受船体纵摇的影响很大。因此,研究四桨两舵船舶的船桨相互干扰,以及纵摇对船尾伴流场影响,可以为减小内外桨的负荷差以及船舶推进系统的设计、性能预报、设备布置等提供参考意见,具有重要的工程意义。
船体运动对于船后螺旋桨的影响可以通过采用强迫船体主动运动方法或船在流体作用下的被动运动方法来进行评估。关于敞水螺旋桨,其具有升沉运动、纵摇运动甚至于两者的叠加运动或者孤船六自由度运动,国内外的很多学者[1-2]都进行了研究计算。但是对于船桨一体的运动,由于需要处理运动船体、旋转螺旋桨之间的相互耦合作用与响应,船模运动中自航的CFD 模拟相当复杂,因而有一定数量的关于波浪中船舶运动响应和阻力增加CFD计算方面的文献[3-6]。……
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