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题名环形螺旋桨几何构型与水动力性能计算及验证
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作者
王倩倩
辛公正
周伟新
周斌
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机构
中国船舶科学研究中心
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出处
《船海工程》
北大核心
2025年第4期1-8,共8页
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基金
装发重大基础研究90912项目。
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文摘
为研究环形螺旋桨水动力性能,针对环形螺旋桨前后桨叶及其梢部特殊的几何构型,参考常规螺旋桨、KAPPEL、CLT和串列螺旋桨的几何建模方式,提出环形螺旋桨的参数定义和梢部构型控制方法,实现不同参数组合下由常规桨连接的环形螺旋桨在叶梢几何布局上的任意配置;针对某5叶环形螺旋桨采用STARCCM+粘流CFD软件,开展环形螺旋桨均流水动力性能的数值模拟研究,分析网格布局对计算结果的影响,以及梢部流动的局部特征;开展该环形螺旋桨模型在空泡水筒中的水动力测量模型试验,获得环形螺旋桨的水动力验证数据,比较数值计算与模型试验的结果。研究表明,提出的环形螺旋桨建模方法可以适用于对前后桨多维度几何变化的构型,建立的环形螺旋桨数值模拟方法能够比较准确地预报环形螺旋桨的水动力性能,模型试验研究结果可以为国内环形螺旋桨的设计验证提供较好的数据支撑。
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关键词
几何构型
CFD
均流试验
环形螺旋桨
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Keywords
geometric configuration
CFD
uniform flow test
toroidal propeller
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分类号
U664.33
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名环形螺旋桨几何形状的数学表达方法
被引量：1
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作者
叶礼裕
王超
孙聪
郭春雨
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机构
哈尔滨工程大学青岛创新发展基地
哈尔滨工程大学船舶工程学院
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第3期224-233,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52171300)。
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文摘
[目的]环形螺旋桨因其独特的外形,可有效减少梢涡泄出,有利于降低水动力噪声,提高推进效率,但同时也因其复杂的外形,难以采用常规螺旋桨的数学表达方法来对其几何外形进行建模,因此,需研究新型环形螺旋桨几何形状的数学表达。[方法]首先,详细介绍环形螺旋桨的结构特点和优势;然后,在参考常规螺旋桨几何形状数学表达的基础上,引入轴距、外侧角、侧倾角和竖直角等几何参数,以几何型值参数沿轴距方向分布的方式,详细推导环形螺旋桨的三维坐标数学公式,从而建立环形螺旋桨的数学表达方法;最后,以某一环形螺旋桨的型值为例,验证所提环形螺旋桨数学表达方法的可行性。[结果]结果显示,采用所提方法能够光顺地建立环形螺旋桨的几何外形。[结论]所提方法可用于快速进行环形螺旋桨的三维建模,能为进一步研究环形螺旋桨的物理特性和科学问题奠定坚实的基础。
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关键词
型值参数
数学表达
参考线
几何外形
环形螺旋桨
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Keywords
offset parameter
mathematical expression
reference line
geometric shape
toroidal propeller
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分类号
U664.33
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名环形螺旋桨的空化机理与性能分析
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作者
向粤
王文杰
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机构
北京理工大学空天科学与技术学院
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出处
《兵工学报》
2025年第8期364-373,共10页
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文摘
空化现象是螺旋桨研究关注的重点,而关于环形螺旋桨的空化机理与特性分析尚有不足。通过构建环形螺旋桨三维数值模型,探索其空泡分布与空化机理,基于多重参考系法、应用Schnerr-Sauer空化模型对环形螺旋桨开展空化数值仿真,分析不同转速及进速系数下环形螺旋桨的空化特性。对气相体积分数云图的处理结果表明:环形螺旋桨的前后缘空化规律差异巨大,其过渡段吸力面是最容易发生空化的区域;前缘压力面的空化总先于后缘压力面,前后缘吸力面几乎同时发生空化。研究结果可支撑环形螺旋桨噪声性能与水动力性能进一步工作,为我国水下重点型号装备与下一代水面高速航行器研究提供一定的技术支持。
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关键词
环形螺旋桨
空泡分布
空化规律
Schnerr-Sauer模型
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Keywords
toroidal propeller
cavity distribution
cavitation characteristics
Schnerr-Sauer model
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分类号
U664.33
[交通运输工程]
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题名环形助推式节能附体水动力性能分析
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作者
李冬琴
黄堂苡
张化英
吴炳良
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机构
江苏海事职业技术学院
江苏科技大学
河南省交通事业发展中心
华设设计集团股份有限公司
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出处
《海军工程大学学报》
北大核心
2025年第2期17-25,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52101315)
河南省交通运输科技计划项目(2022-6-2)
江苏海事职业技术学院科研启动基金资助项目(2025BSKY01)。
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文摘
为提升螺旋桨的水动力性能,探讨了一种新的附体形式,即环形助推式附体,旨在降低传统螺旋桨附体可能引起的不利影响,如叶片尖端的涡流、增加的压力脉冲等,同时保持节能装置的积极增益。首先,针对选定的螺旋桨和节能附体建立几何模型;然后,基于计算流体力学数值方法对螺旋桨和环形助推式附体组合系统进行敞水性能数值模拟;最后,对比分析了组合推进系统与常规螺旋桨的节能效果。结果表明:新型附体能够使桨盘面后原本扩散的尾流呈现收缩的趋势,尾流场分布更为均匀;叶表面低压区面积减少而高压区增加,叶梢低压区域面积缩小,这有助于减少空化现象的发生;与单桨敞水性能的数值结果相比,加装环形助推式附体的组合系统的推进效率最高可提高6.46%。
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关键词
节能装置
计算流体力学法
环形螺旋桨
水动力性能
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Keywords
energy-saving device
computational fluid dynamics method
annular propeller
hydrodynamic performance
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分类号
U664.3
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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