瓯江下游浅吃水肥大船水动力性能的分析研究.pdf

Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong Universit for the Degree of Master Research on the hydrodynamic performance of shallow draft full ship in the downstream of Oujiang River By Jianlin WU Supervisor: Yadong LIU Major: Naval Architecture and Ocean Engineering Shanghai Jiao Tong University School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering Dec. 2014 万方数据 摘 要 瓯江下游浅吃水肥大船水动力性能研究 摘要 瓯江是浙江省第二大河流，航道矿石资源极为丰富，但由于目前 瓯江航道等级低，通航船舶吨位小，无法采用水路运输，瓯江航运不 能发挥其运价低、运量大的优势。为提高瓯江航道效率，增加货运量， 本文在瓯江中下游流域航运开发工程实施基础上整理了瓯江下游的 航道要素 ，主要包括航道宽度 、水位和跨航桥梁净空尺度 ，并根据国 内的有关规范和标准 ，分析各航道要素对船舶型值的限制，结合船型 特征 ， 出通航瓯江下游3000 吨级散货船的主尺度 。为了使新船型 能更好的发挥使用性能及经济性能，适应内河航道水深浅弯道多的条 件，本文主要从快速性方面展开研究。 随着计算机技术和软件的发展 ，C F D 方法已经越来越广泛运用 到船舶设计和研究领域 ；根据瓯江航道的实际水深状况 ，选取一定的 水深吃水比 ，分别计算了不同水深不同航速下的静水阻力，比较深水 和浅水状况的阻力差异 ，分析这类船型兴波波形的变化 ，从而进一步 理解船舶在浅水航行中的阻力变化及浅水效应的影响 ，可为目标船船 型的优化和主机的选型提供依据。 内河航道弯道多 ，弯曲曲率大，考虑到浅水域肥大船的特点 ，新 船型采用转动导管螺旋桨 。为验证转动导管螺旋桨操纵性的特点 ，本 文首先选用一试验导管螺旋桨进行数值计算 ，对其进行敞水数值模拟 ， 计算中对比不同的旋转方式和湍流模型对结果的影响 ，并将数值计算 结果与试验结果进行对比以验证计算的可靠性 ；接下来为目标船设计 螺旋桨 ，分析设计导管桨的压力特性，并对其在一定转角下的水动力 性能进行分析 ，剖析流场的规律和导管横向力的变化特征 ，结果表明 使用转动导管螺旋桨的转船力矩受航速变化的影响小，使用较小的舵 角即能产 相当操纵效果。最后对目标船与导管螺旋桨的组合进行了 自航模拟 ，在此基础上分析了船桨之间的相互作用规律，特别是船尾 万方数据 摘 要 流场对导管桨推进性能的影响 。 关键词 ：浅吃水肥大船，主尺度 ，浅水效应 ，转动导管桨 ，船桨干扰 万方数据 ABSTR