模型冰對螺旋槳水動力性能影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、普通船舶在水域航行時通常選用常規(guī)螺旋槳、導(dǎo)管槳或吊艙推進(jìn)器等作為推進(jìn)裝置，但是冰區(qū)低溫多冰、氣候惡劣的環(huán)境對船舶的推進(jìn)系統(tǒng)有著更為嚴(yán)格的要求。船舶在冰區(qū)航行，特別是在破冰情況下航行時，經(jīng)常會導(dǎo)致碎冰在船舶艏部下沉，當(dāng)船舶通過覆冰區(qū)域時，碎冰會沿著船體逐步接近螺旋槳，從而使螺旋槳受到極端載荷的作用。目前，關(guān)于螺旋槳與冰的研究尤其是國內(nèi)方面的研究非常少，而試驗(yàn)方面的研究幾乎沒有。針對國內(nèi)在冰對螺旋槳水動力性能影響試驗(yàn)短缺的情況，本文在模型冰

2、對螺旋槳水動力性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合 PIV測量技術(shù)和 CFD技術(shù)對模型冰對螺旋槳性能影響進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　本文主要研究了模型冰在阻塞、臨近和切削三種狀態(tài)下對螺旋槳水動力性能的影響，測量了螺旋槳在模型冰三種狀態(tài)下受到的推力和扭矩。在阻塞和臨近兩種狀態(tài)時分別測量了模型冰在x、y和z軸方向上的運(yùn)動以及不同數(shù)量、不同厚度和不同寬度的模型冰在x軸上運(yùn)動時對螺旋槳水動力性能的影響。其次，研究了不同厚度的模型冰以不同的推進(jìn)速度與螺旋槳切削

3、的情況，試驗(yàn)過程中分別測量了螺旋槳在水中和空氣中與模型冰的切削，探究了螺旋槳-冰切削過程中螺旋槳水動力性能，并在此基礎(chǔ)上測量了螺旋槳在凹槽模型冰中運(yùn)動時的水動力性能。得出了螺旋槳的推力和扭矩與模型冰運(yùn)動狀態(tài)的相互關(guān)系。
　　另一方面，本文對模型冰以及螺旋槳后的尾流場進(jìn)行了測量，采用PIV精細(xì)流場測量技術(shù)對不同寬度和不同厚度模型冰后的尾流場進(jìn)行了測量，探究了螺旋槳在模型冰后的實(shí)際運(yùn)動流場。其次，研究了模型冰與螺旋槳不同距離時螺旋槳后