槳舵干擾的理論與實(shí)驗(yàn)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(chǎng)的狀態(tài)，作為船舶推進(jìn)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(chǎng)，從而也直接改變了船舶的阻力、螺旋槳的運(yùn)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(jì)算和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的方法預(yù)報(bào)其對(duì)船體周圍流場(chǎng)的影響。在以往的船舶設(shè)計(jì)中都是將其分開，分別利用理論計(jì)算或系列實(shí)驗(yàn)圖譜進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，然后粗糙地計(jì)入相互影響予以修正。目前雖有些國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于把船體、螺旋槳和舵作為一個(gè)組合體來研究其水動(dòng)力性能，但并未達(dá)到實(shí)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(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和學(xué)者發(fā)表的研究報(bào)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(bǔ)充修改。由于編者水平所限，難免有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)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(shí)驗(yàn)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(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和學(xué)者發(fā)表的研究報(bào)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(chǎng)、螺旋槳后尾流場(chǎng)、舵的誘導(dǎo)速度場(chǎng)、船體和舵對(duì)螺旋槳性能的影響、螺旋槳后舵性能的實(shí)驗(yàn)研究、螺旋槳后舵性能的理論預(yù)報(bào)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(shí)驗(yàn)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(yàn)研究1.3 理論研究第2章 船體后尾流場(chǎng)2.1 船舶直線航行時(shí)的流場(chǎng)2.2 船舶斜航時(shí)的流場(chǎng)2.3 船舶尾流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究2.4 船舶尾流場(chǎng)的理論計(jì)算2.5 螺旋槳對(duì)船舶尾流場(chǎng)的影響第3章 螺旋槳后尾流場(chǎng)3.1 螺旋槳后尾流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究3.2 螺旋槳后尾流場(chǎng)的理論計(jì)算第4章 舵的誘導(dǎo)速度場(chǎng)4.1 舵的誘導(dǎo)速度的實(shí)驗(yàn)測(cè)試4.2 舵的誘導(dǎo)速度的理論計(jì)算第5章 船體和舵對(duì)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(jìn)性能5.4 舵對(duì)螺旋槳性能的影響第6章 螺旋槳后舵性能的實(shí)驗(yàn)研究6.1 三個(gè)典型的槳后舵性能系列實(shí)驗(yàn)6.2 槳舵參數(shù)對(duì)于槳后舵水動(dòng)力性能影響的實(shí)驗(yàn)研究第7章 螺旋槳后舵性能的理論預(yù)報(bào)方法7.1 高夫曼的簡(jiǎn)易理論方法7.2 湯室彰規(guī)的近似計(jì)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(cè)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(cè)定了“SudneyExpose”和“St.Michadis”模型的伴流場(chǎng)，并與實(shí)船作了比較”。對(duì)于船模尾部的標(biāo)稱伴流場(chǎng)，荷蘭船舶研究所（MARIN）利用激光測(cè)速儀對(duì)三種油輪模型、貨船模型和二種護(hù)衛(wèi)艦船進(jìn)行了測(cè)量”，有些研究所還利用雙通道同時(shí)測(cè)定單個(gè)流體粒子的信號(hào)采集裝置測(cè)定船尾流動(dòng)的湍流度以確定雷諾應(yīng)力張量的分量?！　?.3.3水洞實(shí)驗(yàn)研究水洞實(shí)驗(yàn)主要是為了滿足螺旋槳空泡觀察、空泡噪聲測(cè)量以及非定常螺旋槳激勵(lì)的脈動(dòng)壓力測(cè)量等需要而模擬的船舶尾部流動(dòng)，因此不僅要求不均勻軸向流動(dòng)，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(zhǎng)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(yùn)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(chǎng)；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?yàn)榇祟惔饕禽S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(zhǎng)的雙槳軍艦?zāi)Ｐ停⒃谧杂杀砻婀r下吃水達(dá)0.49m，提供了較為理想的實(shí)驗(yàn)條件”?！　∪毡镜鸟R場(chǎng)等在三菱重工（株）長(zhǎng)崎研究所的推進(jìn)性能水池進(jìn)行了船后伴流場(chǎng)的測(cè)定，船模長(zhǎng)6.25m，寬1.06m，船速1.352m／s，在曳航無舵的情況下測(cè)量了槳盤位置的船舶伴流分布情況，測(cè)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(chǎng)是不同的，這種不均勻性對(duì)螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩都將產(chǎn)生不利的影響。 　　……

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