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1. 重负荷导管舵桨空泡性能研究

王建强, 杨孟子, 李恒, 刘雪琴, 张岩

船舶 2023, 34 (06): 111-119. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.06.111

摘要（52）

PDF （1635KB）（93）

该文以兼顾系柱大推力和航行速度为设计目标的推式导管舵桨为研究对象,采用RANS方法中的SST k-ω模型,选择Schnerr-Sauer空泡模式,考察航行和系柱工况下的空泡数值模拟结果,并与模型试验结果相比,得到的空泡形态大致与试验结果相符合,能够很好地捕捉到叶背片空泡、叶面空泡、梢涡空泡、梢隙空泡。因为吊柱与导管、导管桨的距离较近,出现了连体涡空泡现象,文中进一步分析了吊柱-导管桨距离与连体涡强度的关系,提出抑制连体涡空泡产生的距离（即距离大于0.35 D,可基本消除连体涡空泡）,对基于空泡性能的导管舵桨优化设计提供了重要支撑。

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2. 面向中低速船的浸没式喷水推进技术

蔡佑林, 张恒, 陈刚, 邱继涛, 汲国瑞, 王建强

船舶 2023, 34 (03): 92-96. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.03.092

摘要（328）

PDF （1144KB）（275）

浸没式喷水推进方式是传统船舶喷水推进技术的新发展。文中针对该类喷水推进型式,从概念出发,系统分析了推进效率、装置与船体的相互影响、推进泵的比转速,首次建立了以船体与推进装置主要参数描述的比转速及喷水推进船进速系数的数学模型,论证其应用的航速与推进泵比转速范围,揭示其高效机理,并通过案例进行验证。该文掌握了装置主要参数随喷速比与转速的变化规律,为浸没式喷水推进装置的发展应用奠定了理论基础。

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3. 极地破冰船螺旋桨设计探讨

丁举, 王建强, 刘正浩, 周旻, 孔为平

船舶 2023, 34 (01): 175-184. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.01.175

摘要（330）

PDF （4609KB）（354）

螺旋桨是船舶的核心部件,破冰船螺旋桨性能的优劣直接关系到全船的快速性能、破冰性能、振动噪声性能和安全航行性能,故冰级螺旋桨设计是破冰船设计过程中的关键环节,需要确保螺旋桨性能满足设计指标要求。冰级螺旋桨运行于冰水环境,螺旋桨设计时需要考虑冰块对螺旋桨的影响,而国内在冰级螺旋桨设计方面缺少经验。该文在对冰级螺旋桨特点分析基础上,建立了冰级螺旋桨设计流程（IPDP）,以一型PC2级重型破冰船螺旋桨设计为例,给出了设计结果和模型试验的验证结果。研究表明：冰级螺旋桨负荷重、工况多,其设计流程不同于常规螺旋桨,需要特别关注螺旋桨主参数与船型参数的迭代设计,既要验证敞水域航行的快速性能和振动性能,又要验证冰区航行的快速性能和螺旋桨强度性能等;对高冰级螺旋桨,需要设计成桨叶可拆式定距桨型式,方便单片桨叶的维修更换。

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4. 基于RANS方法的NACA0009水翼梢隙涡数值模拟

万初瑞, 严鹏, 王建强

船舶 2020, 31 (03): 89-94. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2020.03.089

摘要（123）

梢隙涡空泡计算是一项具有挑战的课题。文章以准确预报水翼和壁面之间的梢隙涡为目的,采用雷诺平均应力（RANS）结合Schnerr和Sauer模型方法进行数值研究。对于无空泡状态,不同湍流模式的适用性研究结果表明SST 模型具备较高精度;对于有空泡状态,研究结果发现空泡的存在使涡心轨迹发生一定改变,使其更加贴近壁面和吸力面。通过研究分析得到诱导空蚀发生的一个重要因素,且表明梢隙涡空泡观测预报梢隙涡具有一定应用价值。

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5. 低速大推力导管桨水动力性能预报及优化设计

孔为平;王建强;丁举;

船舶 2019, 30 (01): 112-118.

摘要（36）

为研究低速大推力导管桨水动力性能,应用商业软件Fluent,采用RANS方法结合k-ω湍流模型,开展了对原型和改型导管桨敞水状态下的数值计算。采用多运动参考坐标框架(MRF)技术,通过局部网格加密,来模拟桨叶和导管间的间隙流动。重点考察了设计工况点的水动力性能,压力分布等,通过计算分析,对导管桨(包括桨叶、导管以及前后定子)进行了优化设计。研究发现,导管桨在低速高负荷状态下,桨叶吸力面叶梢附近有很大的低压区。提高导管推力占比,可较大幅度提升推进效率。优化后置定子,能使效率得到一定提升。相关结果进行了试验验证,吻合良好,表明该数值研究方法可靠,具有广阔的工程应用前景。