可调螺距桨水动力性能预报及参数影响分析

为了研究可调螺距桨调距过程中几何参数对水动力性能的影响规律,采用坐标变换原理模拟调距过程和桨叶剖面的畸变,并结合面元法理论对调距桨的水动力性能进行预报.首先将JDC7704桨在初始螺距下水动力参数的计算值与敞水实验值进行对比,验证了文中数值方法的准确性;之后在变调距角下,分析了初始设计进速系数、纵倾角、侧斜角、盘面比以及毂径比几个参数对调距桨水动力性能的影响.结果表明:水动力转叶力矩受设计进速、纵倾角、侧斜角、盘面比变化的影响十分明显;调距工况变化时,转叶力矩所受影响的程度及其趋势也会发生变化.     

导管式调距桨水动力性能的数值预报分析

采用全结构化网格,利用稳态多参考系(MRF)方法,对普通调距桨和导管式调距桨变螺距下的水动力性能进行了有效预报.首先对普通调距桨水动力性能进行了计算,计算结果与试验数据符合良好.结果表明:进速系数较小时,较小螺距角才能使螺旋桨的效率达到最大,而进速系数较大时,较大螺距角才能使螺旋桨的效率达到最大;通过分析桨叶表面压力变化,发现螺距角变化较大时,叶表面压力变化不均匀,可能导致噪声性能恶化.随后计算了导管式调距桨的水动力性能,分析得出:随着螺距角减小,导管推力也减小,且大进速小螺距角时,螺旋桨效率下降迅速.最后分析了导管式调距桨的尾流场,得出了尾流场速度随螺距角变化的一般规律.     

调距桨锁轴拖带工况最小拖桨阻力和水动力矩

采用计算流体力学方法,对某典型5叶调距桨锁轴工况拖桨阻力以及相应的水动力矩随螺距和进流速度的变化特性进行了数值计算,分析了这些特性的流体力学机理. 数值计算基于有限体积法,通过数值求解螺旋桨周围三维黏性不可压缩流场RANS方程来模拟螺旋桨在各种工况下的流动特性. 计算结果表明：来流速度相等时该调距桨在最大正车螺距时拖桨阻力最大,其幅值约占同航速下船体阻力的80%,水动力矩也最大;在最大倒车螺距时拖桨阻力最小,其幅值约占同航速下船体阻力的50%,水动力矩比最大正车螺距时显著减小;零螺距时拖桨阻力大小居中,而水动力矩最小,接近为零. 上述结论可为船舶动力装置部分桨工况时联控曲线的设计和锁轴机构的设计提供理论参考.     

600匹渔轮调距桨实船测试结果及其分析

本文通过一艘600匹单拖渔轮的调距桨，对其在系泊工况，自由航行工况下的性能进行实船测试，并对主机在不同转速下配合不同螺距角的耗油量进行测量，将测试结果进行分析，为今后调距桨的设计提供参考。     

导管调距桨全回转拖轮停船运动建模与仿真

针对配备了双导管调距桨的全回转拖轮进行紧急停船运动仿真.基于分离型建模思想,建立全回转拖轮的停船运动数学模型.采用塔格尔特剩余阻力图谱获得不同弗汝德数下的剩余阻力系数,建立适用于常速域和低速域的拖轮阻力模型.通过修正后的JD7704导管+Ka4-70螺旋桨图谱与荷兰船模试验水池最新提出的C4-40调螺旋桨图谱,获得不同水动力螺距角与螺距比下的推力系数,建立适用于导管调距桨实际操纵工况的推力模型.仿真结果显示,所建模型可满足拖轮操纵模拟器中全回转拖轮紧急停船运动精度的要求.     

基于RBF神经网络整定的调距桨PID控制

针对可调螺距螺旋桨采用的传统PID控制具有超调大、调节时间长等缺点,提出了一种基于RBF神经网络整定的PID控制算法.这种算法采用3输入、单输出的RBF神经网络对系统性能学习以找出最佳的PID组合,实现对调距桨螺距角的控制.仿真试验表明,基于RBF神经网络整定的PID控制效果明显优于传统的PID控制.     

简易导管三叶可调螺距螺旋桨试验研究

近年来,上海交通大学船舶流体力学研究室对于简易导管螺旋桨及三叶可调螺距螺旋浆进行了系列试验研究并发表了相应的设计图谱[1],[3]。根据船厂和设计部门提出研制导管调距桨的要求,最近又进行了导管三叶可调螺距螺旋桨的试验研究。导管采用正倒车性能兼优的JD 7704简易导管,螺旋桨采用JDC 3-50及JDC 3-65可调螺距螺旋桨系列,其目的在于探讨这一系列性能的优劣以及积累试验经验。本文介绍初始螺距比的敞水试验结果,文中除给出敞水性征曲线外,还给出了常用的B_p~(1/2)-δ设计图谱及简易设计图谱。试验结果表明:该系列的敞水性能是满意的。     

大螺距圆锥形螺旋弹簧在扭矩、弯矩作用下的分析

本文对工业,民用,军事工程中常用的一种大螺距圆锥形螺旋弹簧的零部件在扭矩,弯矩作用下的受力进行分析,用能量守恒原理导出大螺距圆锥形螺旋弹簧在扭转,弯矩作用下的应力与弹性位移的计算公式。公式在特定条件下适用于小螺距圆锥形,大,小螺距的圆柱形螺旋弹簧的应力与弹性位移的计算.所以它是应力与弹性位移计算的普遍通式.并列表归纳了大,小螺距圆锥形,圆柱形螺旋弹簧在集中轴向荷载,扭距,弯矩作用下的应力与弹性位移的计算公式之间相互关系,     

调距桨的桨叶畸变对其水动力性能的影响分析

为了研究调距桨的桨叶畸变规律和畸变对桨水动力性能的影响,采用面元法对调距桨不同调距角下的畸变和水动力性能进行了计算和分析.首先,以JDC7004桨为对象,计算了其在调距角为0°时的水动力性能,并将计算结果与实验值对比,验证了计算方法的准确性;然后,采用坐标变换原理模拟了叶元体的畸变,结合面元法计算了畸变后叶元体的压力系数分布,进而求解了发生畸变和不发生畸变两种情况下桨的推力、转矩、转叶力矩和敞水效率,并对比分析了畸变对水动力性能的影响;最后,探讨了调距桨的侧斜角、纵倾角和盘面比对叶元体的畸变影响.结果表明:正车和倒车工况引起的桨叶畸变对叶元体表面压力分布和桨的各水动力系数的影响规律并不相同,对空泡性能的影响截然相反;畸变对桨叶的转叶力矩的影响较小,对敞水效率的影响较大,设计阶段考虑畸变有利于改善调距桨的水动力性能.     

无自动倾斜器旋翼分析

桨盘上的非定常气动力、旋翼-机身之间的相互干扰导致直升机在飞行的过程中遭受到过多的振动。长时间高水平的振动会降低直升机的整体性能,减少直升机动力系统的结构寿命。建立了刚性常规旋翼的配平模型,并对无自动倾斜器旋翼的基准设计和优化设计方案进行了耦合配平仿真分析。在此基础之上,以黑鹰UH—60的机身为研究对象,对其进行了强迫振动响应分析。分析结果表明,随着前进比的增加,桨叶总距和周期变距的绝对值增加;桨盘入流先减小后增加;作用在直升机桨毂上的载荷幅值有所增大;经过优化设计后的无自动倾斜器旋翼在一定程度上降低了桨毂载荷。