槳舵干擾的理論與實驗研究

前言

　　船舶航行性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于其周圍流場的狀態(tài)，作為船舶推進裝置的螺旋槳和作為船舶操縱裝置的舵均位于船舶尾部，而且距離較近，其相互干擾作用是明顯的，這種干擾直接影響著船周圍的流場，從而也直接改變了船舶的阻力、螺旋槳的運轉(zhuǎn)條件和舵效的發(fā)揮。因此，研究船體一螺旋槳一舵之間的相互影響成為造船工作者十分關(guān)心的問題?！　∮捎诖w一螺旋槳一船相互干擾的問題十分復(fù)雜，至今尚不能準(zhǔn)確地用理論計算和試驗統(tǒng)計的方法預(yù)報其對船體周圍流場的影響。在以往的船舶設(shè)計中都是將其分開，分別利用理論計算或系列實驗圖譜進行工程設(shè)計，然后粗糙地計入相互影響予以修正。目前雖有些國內(nèi)外學(xué)者致力于把船體、螺旋槳和舵作為一個組合體來研究其水動力性能，但并未達到實用的階段?！　”緯荚诨仡櫧陙碛嘘P(guān)船體一螺旋槳一舵相互干擾方面的研究成果，將國內(nèi)外科研機構(gòu)和學(xué)者發(fā)表的研究報告和論文結(jié)合我校的研究成果粗加整理，組成新的體系予以介紹。本書的主要內(nèi)容在近幾年已作為我校的研究生教材使用，這次又作了補充修改。由于編者水平所限，難免有錯誤和不當(dāng)之處，敬請有關(guān)專家學(xué)者予以指正。

內(nèi)容概要

　　《槳舵干擾的理論與實驗研究》旨在回顧近年來有關(guān)船體一螺旋槳一舵相互干擾方面的研究成果，將國內(nèi)科研機構(gòu)和學(xué)者發(fā)表的研究報告和論文結(jié)合我校的研究成果粗加整理，組成新的體系以介紹。其主要內(nèi)容包括船體后尾流場、螺旋槳后尾流場、舵的誘導(dǎo)速度場、船體和舵對螺旋槳性能的影響、螺旋槳后舵性能的實驗研究、螺旋槳后舵性能的理論預(yù)報方法和特種舵與螺旋槳的相互干擾研究?！稑娓蓴_的理論與實驗研究》可作為高校研究生教材使用，也可供相關(guān)研究人員參考用。

書籍目錄

第1章 緒言1.1 綜述1.2 試驗研究1.3 理論研究第2章 船體后尾流場2.1 船舶直線航行時的流場2.2 船舶斜航時的流場2.3 船舶尾流場的實驗研究2.4 船舶尾流場的理論計算2.5 螺旋槳對船舶尾流場的影響第3章 螺旋槳后尾流場3.1 螺旋槳后尾流場的實驗研究3.2 螺旋槳后尾流場的理論計算第4章 舵的誘導(dǎo)速度場4.1 舵的誘導(dǎo)速度的實驗測試4.2 舵的誘導(dǎo)速度的理論計算第5章 船體和舵對螺旋槳性能的影響5.1 概要5.2 船后螺旋槳與敞水螺旋槳性能5.3 節(jié)能船型與船舶推進性能5.4 舵對螺旋槳性能的影響第6章 螺旋槳后舵性能的實驗研究6.1 三個典型的槳后舵性能系列實驗6.2 槳舵參數(shù)對于槳后舵水動力性能影響的實驗研究第7章 螺旋槳后舵性能的理論預(yù)報方法7.1 高夫曼的簡易理論方法7.2 湯室彰規(guī)的近似計算方法7.3 森正彥的橢圓環(huán)量分布形式升力線理論方法7.4 岡田正次郎和高木又男的升力線理論方法7.5 Isay的升力面理論方法7.6 山崎隆介的偶極子分布方法第8章 特種舵與螺旋槳的相互干擾研究8.1 襟翼舵的槳后性能8.2 反應(yīng)舵的槳后性能8.3 其它變形舵的槳后性能

章節(jié)摘錄

　　70年代末激光測速儀開始在水池中應(yīng)用，最早又最有成效的是漢堡船舶研究所（US）Kux。Kux在漢堡水池測定了“SudneyExpose”和“St.Michadis”模型的伴流場，并與實船作了比較”。對于船模尾部的標(biāo)稱伴流場，荷蘭船舶研究所（MARIN）利用激光測速儀對三種油輪模型、貨船模型和二種護衛(wèi)艦船進行了測量”，有些研究所還利用雙通道同時測定單個流體粒子的信號采集裝置測定船尾流動的湍流度以確定雷諾應(yīng)力張量的分量。　　2.3.3水洞實驗研究水洞實驗主要是為了滿足螺旋槳空泡觀察、空泡噪聲測量以及非定常螺旋槳激勵的脈動壓力測量等需要而模擬的船舶尾部流動，因此不僅要求不均勻軸向流動，也需要橫向速度分量模擬。泰勒水池把水面船舶分為三類：第一類是細(xì)長的軍艦，安裝部分船尾和v型軸支架，并使螺旋槳在一定斜流工況下運轉(zhuǎn)；第二類是高速供應(yīng)船，用部分重疊尾部模型模擬伴流場；第三類是高速普通船體的小水線面船，則是回轉(zhuǎn)體加支架和水平鰭，因為此類船主要是軸向速度受雷諾數(shù)尺度效應(yīng)影響，因此以潛艇型式伴流來加以模擬。新建的LCC大型水洞中可以在工作段安裝11m長的雙槳軍艦?zāi)Ｐ?，并在自由表面工況下吃水達0.49m，提供了較為理想的實驗條件”?！　∪毡镜鸟R場等在三菱重工（株）長崎研究所的推進性能水池進行了船后伴流場的測定，船模長6.25m，寬1.06m，船速1.352m／s，在曳航無舵的情況下測量了槳盤位置的船舶伴流分布情況，測量結(jié)果如圖2.3.1所示。由圖可見伴流沿徑向和周向分布都是不均勻的，因此螺旋槳各切面與水流相遇的情況與均勻流場是不同的，這種不均勻性對螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩都將產(chǎn)生不利的影響。 　　……

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