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作者:李勇跃;张立;邢磊;范笑行;
单位:上海船舶研究设计院;上海船舶运输科学研究所有限公司,水路交通控制全国重点实验室;上海船舶运输科学研究所有限公司,航运技术交通行业重点实验室;
摘要:[目的]为节省能耗、减小阻力、降低功率,通过计算流体力学(CFD)方法对设计航速下不同舵角进行计算。[方法]基于SST k-ω湍流模型和流体体积(VOF)方法,对舵角为0°~8°时舵的阻力、升力、力矩、表面压力和轴高附近舵剖面的速度矢量进行分析。采用刚体运动(RBM)方法捕捉螺旋桨旋转时的真实受力状态,并对螺旋桨内旋状态下舵角为0°~6°时的外力、螺旋桨转速、推力、扭矩和桨/舵表面的流场分布进行分析。[结果]结果表明:当舵角为6°时,船+舵的阻力最小;当舵角为4°时,船+桨+舵的自航总功率最小;舵表面的动压力分布越均匀,阻力越小;船-桨-舵的相互影响导致船舶性能在不同舵角时发生变化。流场变化是造成该船阻力和自航性能变化的根本原因,合适的舵角能实现降低船舶航行阻力和收到功率的目标。[结论]研究成果可为船舶舵角优化提供一定参考。
关键词:双尾船;舵角;阻力;自航;数值模拟
基金资助:工业和信息化部高技术船舶科研项目(CJ01N20)