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不同设计参数下对转桨水动力性能研究

更新时间:2009-03-28

为了降低运营成本,船舶朝着大型化、快速化发展。Kim等[1]指出,由于主机功率、螺旋桨负荷、螺旋桨自身重力、船体振动及操纵性等方面的制约,传统的柴油机轴式螺旋桨的推进性能已经无法再提高,这种推进方式不满足当今船舶的发展趋势。另一方面,船舶是耗能大户和污染排放大户,国际海事组织(IMO)的研究报告指出:2009年国际航运业对大气的CO2排放值为9.65亿吨,预计到2030年此排放值会升至15.3亿吨。因此设计发展低能耗、高效率、拥有较高推进性能的绿色船舶成为船舶设计首先要考虑的因素。在此背景下,船舶水动力节能技术得到快速发展,它的出发点主要是为了减小船舶阻力以及提高推进效率。由于船舶节能装置投入成本低,适用于旧船改造,节能效果显著,备受船东的青睐。在设计船舶节能装置时,人们主要通过以下手段提高船舶的推进效率:1)增强桨盘面进流的均匀性。Emin[2]指出,单桨船船尾伴流是不均匀的,例如螺旋桨上半盘面相对于下半盘面拥有较低的来流速度,通过提高船尾螺旋桨进流的均匀性可以提高螺旋桨的效率。2)减少梢涡、毂涡引起的漩涡阻力。3)减少螺旋桨尾流的旋转能量损失。孙涛等[3]研究了前置伴流补偿导管不同设计参数对桨盘面进流的影响,研究发现合适的设计参数可以有效提高船舶推进效率。另外,作为一种新型推进器,对转桨得到快速的发展和应用。

对转桨是由前后两个转向相反的普通桨组成,主机直接驱动前桨,并在弹性联轴节处通过反转机构分一部分功率给后桨,如图1所示。相对于单桨,对转桨有以下优势:1)总推力由前后桨共同提供,因此前桨和后桨负荷相对单桨大大减小,这有利于降低空化、振动和噪声。2)后桨可大幅度回收前桨尾流中的旋转能量,取得良好的节能效果。3)对转桨所遭受的不平衡力矩较小,这有利于提高鱼雷等潜航器的航向稳定性。4)对转桨尾流场切向速度和径向速度较小,轴向速度较大,可增强舵效,提高操纵性。

自20世纪70年代以来,人们对对转桨开展了大量的研究。Miller[4]在1976年开发了前后桨叶比为4∶4和4∶5的两组对转桨,并在空泡水筒中进行了对转桨敞水试验,研究了前后桨相互干扰下的非定常受力,Miller指出,非定常受力会带来严重的振动与噪声。Yang等[5-6]于1991年和1992年通过升力面方法研究了对转桨的定常和非定常性能。模型试验结果相对可靠,但模型制作及试验设备比较昂贵,试验结果精度受测量设备影响较大,且试验周期较长,无法得到较详细的流场信息,由于忽略了流体固有的粘性和有旋性,计算精度依赖于人们较丰富的经验。随着计算方法和计算机性能的提高,大规模的并行计算得到快速发展,利用CFD方法研究螺旋桨性能的工作越来越多。盛立等[7]在Miller的基础上建立了混合吊舱式CRP推进器,运用基于RANS方程,SST k-ω湍流模型[8]和滑移网格[9-10]的CFD方法研究了该混合推进器的敞水性能,预报结果与试验值吻合良好。王展智等[11]基于上述方法研究了Miller的对转桨模型,他还研究了主要设计参数[12]对某一混合吊舱式CRP推进器敞水性能的影响以及该推进器的尺度效应[13]。吴建威等[14]基于多重参考系法,滑移网格法和重叠网格法[15],研究了某四叶螺旋桨的敞水性能,通过与试验结果进行对比,验证了三种方法在螺旋桨敞水性能预报中的可靠性和有效性。作者指出多重参考系法适用于定常问题,计算量小,但精度不如其它两种方法,而滑移网格方法适用于非定常问题,计算量适中,且精度高于多重参考系法,能够展示梢涡和毂涡的生成与演化。重叠网格方法可取得与滑移网格方法相当的精度,但其计算量较大,该方法主要应用于船桨舵[16-17]和海上风机全耦合[18]等多自由度、多级物体运动的复杂问题。结合滑移网格方法,He等[19]利用OpenFOAM单相流求解器pimpleDyMFoam,研究了CRP6对转桨的敞水性能,着重分析了对转桨的非定常受力,发现前桨推力系数和扭矩系数的变化幅值明显大于后桨,通过对推力系数进行幅频分析,发现由于前后桨的相互干扰,推力系数由8倍轴频(主频)、16倍轴频和24倍轴频组成,幅值大小依次递减。作者还和单桨进行了对比,计算结果显示,在相同的推力下,对转桨的推进效率比单桨提高了10.2%左右。作者详细分析了不同轴向位置处对转桨的各个速度分量的分布情况,发现对转桨尾流场的旋转涡动能能够被有效地回收。

3.加强合同管理人才队伍建设,提高合同管理人员素质。合同管理是一项知识性、专业性、实践性和综合性很强的工作,迫切需要一批懂法律、懂管理、懂业务、懂财务的人才。油田企业合同类型多,合同法律关系复杂,合同管理工作难度大,这就要求油田企业必须采取有力措施建立一支业务素质高、工作能力强、作风过硬、具有一定工作经验的专业化合同管理人才队伍。

本文采用CFD方法,详细分析了前后桨不同叶数比,前后桨桨盘面不同间距以及不同推力比对对转桨水动力性能的影响,特别是前后桨的相互干扰以及节能效果情况,对对转桨的设计有一定的指导意义。

1 数值方法

1.1 滑移网格方法

本文采用滑移网格方法,将计算域分成三部分,一部分是包围前桨的圆柱形小域,一部分是包围后桨的圆柱形小域,这两部分为动域,随前后螺旋桨以相反方向旋转。其余的计算域设为静域,动域和静域在交界面进行插值和信息交换。为了确保动静区域间通量传递与流场信息交换的精度,滑移网格法在交界面处采用带权重的插值方式,如图2所示。假设蓝色代表主面单元,红色代表从面单元,主面单元1对从面单元1的贡献权重等于主面单元1与从面单元1的重叠面积与从面单元1的面积的比值。主从面单元的大小和个数没必要完全相同,但保证权重之和约等于1有利于提高计算稳定性、计算精度和计算效率。

  

图1 对转桨Fig.1 Arrangement of contra-rotating propellers

  

图2 滑移网格Fig.2 Diagram of sliding mesh

1.2 控制方程

问题1 本节课研究直角三角形的边角关系,想研究边与角的关系,首先需要确定一个角,再研究它与两边的关系,前面研究过任意两边的和、差关系,接下来研究比商关系:存在几种两边比商关系?

在阅读绘本时,还可以进行分角色表演。不同的角色语言表达的内容与方式不同,语气、语调、轻重缓急也各不相同,只有了解了人物,正确把握了人物的特点,才能把人物演得惟妙惟肖。走进人物的内心世界体察人物对孩子们心灵的成长至关重要。

 

式中:ρ为密度,u为脉动平均速度,p为压力,μ为动力粘性系数,μt为湍流粘性系数。为了使上述控制方程封闭,本文采用由Menter提出的SST k-ω湍流模型,该模型通过剪应力输运公式综合了k-ω湍流模型和标准k-ε模型的优点,即在近壁面采用k-ω湍流模型,在远场的自由流动中采用k-ε湍流模型。速度压力的解耦采用PIMPLE算法,它综合了PISO算法与SIMPLE算法的优点,即时间步内采用SIMPLE算法,时间步的步进采用PISO算法,这样可以在保证稳定性的前提下适当地加大时间步长。

2 计算模型

2.1 模型及工况

本文采用 Miller[4]研发的对转桨模型,其中一组为 CRP6,前后桨叶数比为 4∶4,由 DTMB3686和DTMB3687组成,另一组为CRP4,前后桨叶数比为4∶5,由DTMB3686和DTMB3849组成,表1介绍了对转桨的主要设计参数,模型如图3所示。

可是,他的小加工厂倒闭,还欠了一大笔外债,他走入人生最黑暗的那些日子,全世界的阳光都离开了他,而且,身边那个好看的姑娘,也因为看不到他的未来,无奈离开了他。

 

表1 对转桨模型主要设计参数Tab.1 Main design parameters of CRPs

  

变量 DTMB3686 DTMB3687 DTMB3849直径/mm 305.2 299.1 299.3叶数 4 4 5(P/D)0.7R 1.291 1.326 1.287盘面比 0.303 0.324 0.379旋向 左 右 右剖面类型 NACA66mod/a=0.8 NACA66mod/a=0.8 NACA66mod/a=0.8

首先,为了研究前后桨的相互干扰,本文选用了CRP6,CRP4计算模型,并设定前后桨盘面间距为0.043 2 m,转速为12 r/s。固定转速不变,通过改变来流速度来改变进速系数J,分别计算J在0.7、0.8、0.9、1.0和1.1时对转桨的推力和扭矩。其次,在进速系数为0.9,本文对比分析了桨盘面间距分别为0.283 RF,0.483 RF,0.683 RF时的CRP6的水动力性能,其中RF为前桨半径,轴向布置如图4所示。

  

图3 不同叶数比的对转桨模型Fig.3 CRPs with different blade ratios

  

图4 不同桨盘面间距的对转桨模型Fig.4 CRPs with different propeller disc clearances

最后,定义推力比为前桨产生推力与后桨产生推力的比值,这可以在保持来流速度相等时,通过调节前后桨的转速使两桨发出的推力之和等于定值,然后计算前后桨的推力之比来实现。本文研究了假定船舶在恒定航速下航行,所需推力在前后桨的不同分配,即不同推力比,对对转桨效率的影响。考虑到推力比过大或过小,都会造成较大的尾流场周向动能损失,因此本文研究了对转桨在来流速度为3.296 2 m/s,间距为0.283 RF时推力比为 0.890、1.006、1.269、1.651 时的水动力性能。

何淑红不论在那个工作岗位上,都爱岗敬业,尽职尽责,无私奉献。担任连队主要领导以来,她先后担任过不同连队的连长和党支部书记。她经常为民汉职工调解矛盾,化解纠纷。孙某、史某是当时团场的两个老上访户,谁见谁摇头,何淑红到连队后,详细了解情况,每星期至少到两家走访两次,耐心细致做工作,与上级职能部门协商,积极化解矛盾。通过两年半的耐心疏导,这两位上访户与何淑红成了无话不谈的好朋友,已不再上访。她常说:“团场把咱们干部任命到连队来,是对咱们的信任,帮助群众解决困难是我们的职责,咱们做一天和尚就必须把钟撞响。”

2.2 计算网格和边界条件

本文先由ICEM生成结构化背景网格,再由OpenFOAM的网格工具snappyHexMesh进行挖洞、贴合和添加边界层,最后抽取滑移面(AMI1,AMI2),由于螺旋桨叶尖附近网格变形较大,为了提高滑移面的网格质量,此处滑移面的半径相对较大,取为前桨半径的4倍,即0.61 m。图5为CRP6在桨盘面间距为0.043 2 m时的网格布置,计算域是是包围前后桨的从流体入口到出口的整个计算区域,它的半径为0.9 m,长为2.6 m,在物面附近,y+取40,添加4层边界层网格,总网格量有291万,其中包围桨附近网格有261万。边界条件为:入口(inlet)速度设为来流速度,压力梯度为0,出口(outlet)速度设为0梯度,压力设为0,桨表面为不可滑移条件,计算域外边界(outercylinder)除进口和出口外设为对称边界。

  

图5 计算网格布置Fig.5 Arrangement of computational grids

3 计算结果与分析

3.1 对转桨水动力验证

为便于分析讨论对转桨的水动力性能,特定义以下系数:

 
 

式中:U0为来流速度,TF、TA分别为前桨、后桨产生的推力,QF、QA分别为前桨、后桨吸收的扭矩。

图6是前后桨叶数为4∶4的CRP6的敞水性征曲线,计算结果与试验值吻合良好,推力和扭矩误差分别在2%,3.6%左右,皆略微高于试验值,而效率误差在-1.6%,略微低于试验值。图7是前后桨叶数为4∶5的CRP4的敞水性征曲线,计算结果与试验值总体吻合良好,推力和扭矩误差分别在1%,4%左右,皆略微高于试验值,而效率误差在-3.8%,略微低于试验值。由以上计算结果可知,本文的计算模型和计算方法具有较高的可靠性和可信度。

  

图6 CRP6敞水性征曲线Fig.6 Open water characteristic performance of CRP6

  

图7 CRP4敞水性征曲线Fig.7 Open water characteristic performance of CRP4

3.2 前后桨不同叶数比对对转桨水动力性能的影响

从试验数据和计算结果来看,CRP6和CRP4的推力和扭矩时均值差别基本在5%以下,但它们的时历曲线却有显著不同,如图8、图9所示。由于前后桨的干扰,CRP6在桨旋转一周内有8个小周期,即波动频率f为8倍的轴频f0,而CRP4有40个小周期,即波动频率f为40倍的轴频f0,即两者的变化频率符合公式

 

式中:ZF、ZA为前后桨叶数,mF、mA为常数,并满足mFZF=mAZA,f0为对转桨轴频(12 r/s)。另外CRP4的水动力变化幅值明显低于CRP6,因此CRP4水动力性能较佳。对前桨的推力系数进行FFT变换,结果如图10、图11所示,CRP6的主频为8倍的轴频,CRP4的主频为40倍的轴频,由于相互之间影响的叠加,其它倍的轴频也会出现,但幅值相对主频较小。另外CRP6由拥有低频(8倍轴频)的高幅值(0.024 28)成分组成,CRP4由拥有高频(40倍轴频)的低幅值(0.000 387 3)成分组成,幅值相差62.7倍左右。

从图8也可以看出,CRP6前桨的变化幅值明显大于后桨。王展智也在其文章[11]中指出,“前桨推力系数和扭矩系数的脉动幅值为时均值的40%,后桨的推力系数和扭矩系数是时均值的14%。”。这是因为身处前桨尾流场的后桨所遭受的来流更加紊乱,推力系数由多个频率的幅值组成,非线性比较明显,能量较为分散。而前桨所遭受的来流比较均匀,推力系数由单个频率的幅值组成,能量比较集中。另外从图8可以发现,后桨所遭受的平均推力和扭矩要明显大于前桨,这是由于前桨诱导的切向速度使后桨的有效来流攻角变大导致的。

  

图8 CRP6推力扭矩系数变化曲线Fig.8 Time history of thrust and torque coefficients of CRP6

  

图9 CRP4推力扭矩系数变化曲线Fig.9 Time history of thrust and torque coefficients of CRP4

5)在产生相同推力下,前后桨推力比为1.269、1.651、1.006、0.89时,对转桨的效率在0.692左右,比单桨效率高9.84%左右,但不同推力比的对转桨的水动力时均值几乎没有变化,这是因为本文所选的推力比在1左右,若推力比过大或过小,即前后桨拥有较大转速比,都会损失过大的周向动能。所以在推力比为1左右时,本文的对转桨节能效果最好。

 

2)前后桨不同叶数比对对转桨水动力的时均值影响不大,两种对转桨节能效果大抵相同,但桨叶比为4∶4的对转桨的水动力时历曲线具有低频高幅值的特征,而桨叶比为4∶5的对转桨的水动力时历曲线具有高频低幅值的特征,因此后者稳定性比前者要好。

结果显示,CRP6的压力系数分布曲线所围面积稍大于CRP4的,原因一是图12和图13是单个桨叶0.7R处的压力系数分布,CRP4的后桨是五叶桨,CRP6的后桨是四叶桨;原因二是CRP6的推力系数峰值点明显大于CRP4的推力系数峰值点。

  

图10 CRP4前桨推力系数傅里叶展开Fig.10 Fourier expansion of thrust coefficient of front propeller of CRP4

  

图11 CRP6前桨推力系数傅里叶展开Fig.11 Fourier expansion of thrust coefficient of front propeller of CRP6

  

图12 前桨叶切面压力系数分布Fig.12 Pressure coefficient distribution of blade section of front propeller

  

图13 后桨叶切面压力系数分布Fig.13 Pressure coefficient distribution of blade section of rear propeller

3.3 对转桨节能效果分析

在产生相同的推力下,单桨负荷较重,推进效率较低,且极容易产生空化现象,而对转桨的前后桨由于共同分担这部分推力,所以前后桨的负荷较低,推进效率较高,另外后桨可大幅度地回收前桨尾流的周向涡动能,达到节能的效果。表2中对转桨的计算结果是在来流速度为3.296 2 m/s,前后桨转速为12 r/s,即J为0.9时的计算结果。等效单桨是指对转桨的前桨,它和对转桨有相同的来流速度,且通过调节转速产生与对转桨相同的推力,此时J为0.7。严格意义上,单桨和对转桨推进性能的比较应该是在船舶阻力性能和所能提供的主机功率相同的情况下,分别设计对转桨和单桨,比较两者的效率及所能达到的航速,但目前本文只是初步地研究对转桨的敞水性能。另外,由于本文采用的对转桨的前桨,设计有效工作进速系数在0.7~1.1之间,从定性上考虑,用进速系数为0.7的单桨作对比有一定的合理性。计算结果表明此时对转桨相对单桨,效率提高了8.73%~10.2%,这一方面是因为在高负荷下,对转桨前后桨受力相对较小,水动力性能较好,另一方面是后桨回收了前桨损失的周向动能。图14比较了两个模型的涡结构图,Ux为速度轴向分量,U0为来流速度,从图14(a)可以看出,后桨产生的反向涡结构与前桨的涡结构交叉形成了网状涡结构。图15至图18表示在前桨桨盘面之后轴向位置1 RF处切向速度的分布,RF为前桨半径,其中单桨指去掉后桨的对转桨的前桨,它与对转桨的前桨保持相同的来流速度和转速。可以发现,对转桨尾流场的切向速度大大减小,尾流场所含的周向动能较少。另外由表2可以发现,CRP6与CRP4的效率相差1%左右,说明叶数比对对转桨的效率影响不大,这是因为前后桨转速相同,后桨有效回收前桨损失的周向动能,两种对转桨尾流场的切向速度都比较小。

 

表2 对转桨和单桨的水动力对比Tab.2 Comparison of hydrodynamics between CRPs and single propeller

  

T/N Q/(N˙m) 效率等效单桨 529.12 30.31 0.630 CRP6 529.91 33.41 0.694 CRP4 523.65 33.40 0.685

  

图14 涡结构分布Fig.14 Vortex structure distribution

  

图15 等效单桨尾流场切向速度等值线Fig.15 Tangential velocity contours of equaling single propeller in wake fluid fields

  

图16 CRP6尾流场切向速度等值线Fig.16 Tangential velocity contours of CRP6 in wake fluid fields

  

图17 单桨尾流场切向速度等值线Fig.17 Tangential velocity contours of single propeller in wake fluid fields

  

图18 CRP6尾流场切向速度等值线Fig.18 Tangential velocity contours of CRP6 in wake fluid fields

3.4 桨盘面间距对对转桨水动力性能的影响

本文只研究了CRP6在进速系数为0.9时盘面间距为0.283 RF、0.483 RF和0.683 RF的情况,单桨指去掉对转桨后桨的前桨,它保持与对转桨相同的来流速度和转速。从图19可以看出,单桨波动幅值最小,随着间距减小,前桨的推力系数时均值不断减小,但是变化幅值越来越大,干扰越来越严重,这会引起对转桨较剧烈的振动。时均值减小是因为桨盘面距离越近,后桨对前桨的抽吸作用越强,前桨的来流速度越大。图21和图22表示前桨盘面之前轴向速度分布,其中,Ux为桨前来流速度,U0为入口处速度大小。当两桨距离较近时,如图21所示,最大速度达到来流的1.25倍,且1.04倍的来流速度分布较广。图20却反映出后桨的水动力系数时均值随间距减小而逐渐增大,这是因为后桨的来流速度随前后桨盘面间距的减小而减小所致,如图23、图24所示。同时推力系数变化幅值也是随间距减小而增大。但是不同盘面间距下,对转桨总的推力、扭矩时均值的差别低于2.5%,效率几乎没有变化,如表3所示。因此在所选的间距内,盘面间距对对转桨总的水动力系数时均值影响不大,但对它们的变化幅值,即非定常性影响很大。

另外,由图15至图18的对比可以看出,由于对转桨后方流场的周向速度为前后桨切向速度的叠加,它的量级很小,经比较发现盘面间距对对转桨尾流场的切向速度的大小改变不太明显,也就是说,盘面间距对后桨能量回收效果的影响不大。

  

图19 不同间距时前桨推力系数对比Fig.19 Comparison of thrust coefficient of front propeller with different propeller disc clearances

  

图20 不同间距时后桨推力系数对比Fig.20 Comparison of thrust coefficient of rear propeller with different propeller disc clearances

 

表3 不同盘面间距时的对转桨水动力性能对比Tab.3 Comparison of hydrodynamics of CRPs with different propeller disc clearances

  

盘面间距 KT 10KQ效率0.283 RF 0.428 0.886 0.694 0.483 RF 0.439 0.908 0.694 0.683 RF 0.438 0.904 0.693

  

图21 不同间距时前桨盘面之前轴向速度等值线Fig.21 Contours of axial velocity before disc of front propeller with different clearances

  

图22 不同间距时后桨盘面之前轴向速度等值线Fig.22 Contours of axial velocity before disc of rear propeller with different clearances

3.5 前后桨推力比对对转桨水动力性能的影响

前桨作为主桨,一般要承受更大的负荷,本文在对转桨产生相同推力的基础上,比较了来流速度为3.296 2 m/s,推力比为1.651、1.269、1.006、0.890时的对转桨水动力性能,不同的推力比可以通过调节前后桨转速,使前后桨总的推力保持定值,然后计算前后桨的推力比来实现,推力比与转速比正相关。定义对转桨效率为:

 

式中:TF为前桨产生的推力,TA为后桨产生的推力,U0为来流速度,nF、QF代表前桨的转速和扭矩,nA、QA代表后桨的转速和扭矩,η0代表对转桨的效率。

图23反映了在前桨桨盘面之后轴向位置1 RF处对转桨尾流场切向速度的分布,可以发现,在最大半径处,速度变化剧烈,将导致梢涡的产生,增加一部分阻力。随着推力比的减小,前桨诱导的正的切向速度会不断减小,而后桨诱导的负的切向速度逐渐增加,在推力比为1.006时,后桨尾流场切向速度接近于0,因此,在推力比为1左右时,本文的对转桨节能效果最好。

  

图23 Ratio不同时切向速度等值线Fig.23 Contours of tangential velocity with different ratios

表4为不同推力比下对转桨的水动力性能,结果显示,在产生几乎相同的推力时,本文计算的前后桨推力比对敞水效率影响不大。由于本文所取的推力比在1左右,区间不是很大,所以在公式(8)右端项的分子保持基本相等的情况下,随着推力比的增大,nF、QF都将增大,而nA、QA都将减小,它们的乘积之和变化不大,所以造成对转桨的敞水效率变化不大的结果。若推力比过小或过大,即前后桨转速差别较大,尾流场将损失较多的周向动能,此时公式(8)右端项的分母将会增大,从而降低对转桨的推进效率。

重视并强化对财务预算执行过程的监管力度,这是保证财务预算编制贯彻落实的重要保障。企业可采用如下办法:1.明确财务预算的执行目标,并以该目标为基准去开展监管工作,进而维护财务预算管理工作进度与运作方向;2.加强对预算管理系统内数据真实性与可靠性的检查,为财务预算管理执行情况的监管创造便利条件,从而能更快速发现预算管理进程中出现的问题,有针对性的编制处理方案,同时以此为戒做好预防工作,真正实现财务预算管理目标,体现监管工作开展的意义。

豫西成矿带是中国中部重要的多金属成矿带,该区基本构造格架属于华北陆块南缘及秦岭碰撞造山带边缘的一部分[1],本次研究金钨矿为豫西地区典型的金钨矿床,属破碎蚀变岩型金矿[2-3]。该矿区多以硫高,金、钨嵌布粒度细的特点,金以微细粒形态浸染于或包裹于金属硫化矿和脉石矿物之中,或存在于硫化矿物的晶格结构中,金精矿金品位提高受到了限制[4-7]。本次工作对其进行工艺矿物学研究,重点查清矿石中金、钨的赋存状态,提出了该矿选矿应该注意的问题,为该类型矿产资源合理开发利用提供依据。

 

表4 不同推力比下对转桨水动力性能对比Tab.4 Comparison of hydrodynamics of CRPs with different thrust ratio

  

推力比 T/N Q/(N˙m) 效率1.651 528.185 33.240 0.690 1.269 527.105 33.257 0.693 1.006 533.486 33.643 0.692 0.890 529.905 33.410 0.693

4 结 语

采用CFD方法,深入分析了前后桨桨叶比、前后桨不同盘面间距和不同推力比对对转桨水动力性能,特别是非定常性能和节能效果的影响,并和单桨进行了对比,得出以下结论:

假设流体不可压缩,其连续性方程和动量方程可表达为:

1)基于RANS方程,SST k-ω湍流模型和滑移网格方法的CFD方法,本文预报了美国泰勒水池设计的前后桨桨叶比为4∶4和4∶5的两组对转桨的水动力,计算结果与试验值吻合良好,说明本文采用的计算模型和计算方法有一定的可靠性和可信度。

式中:U0为来流速度,R为前后桨半径。

3)在相同高负载下,对转桨的效率比单桨高8.73%至10.2%左右,一方面是因为在高负荷下,对转桨前后桨受力相对较小,水动力性能较好,另一方面是后桨大幅度回收了前桨损失的周向动能。

4)在桨盘面间距为0.283、0.483和0.683 RF时,随着距离的减小,前后桨相互干扰增强,水动力脉动幅值不断增大,另外,由于后桨的抽吸作用增强,前桨水动力时均值随间距减小而不断减小,而后桨的水动力时均值却不断增大,最终对转桨的水动力时均值几乎没有影响。对转桨桨后切向和径向速度较小,轴向速度较大,有利于增加舵效,提高操纵性。

当对转桨之间的桨叶距离比较近时,推力达到最小值,当对转桨之间的桨叶距离比较远时,推力达到最大值。当推力达到最大值时对转桨前、后桨在0.7 R半径处的叶切面的压力系数分布如图12、图13所示,压力系数定义为:

致谢:本文得到国家自然科学基金(51490675,11432009,515791455,1379125,),长江学者奖励计划(T2014099),上海高校东方学者特聘教授岗位跟踪计划(2013022),上海市优秀学术带头人计划(17XD1402300),工信部数值水池创新专项VIV/VIM项目(2016-23/09)资助,在此一并表示衷心感谢。

通过合作学习的方式,学生能够更好地掌握语文知识的学习,并促进其积极性的提升,进而激发小学生对该课文学习的乐趣,更好地解决其在学习过程中存在的问题,实现学生合作能力的提升。通过运用这种学习方式,师生与生生之间的情感都会得到升华,学习效率也被大大提升。由于社会各因素所产生的影响,导致很多学生与人交流时的难度不断增大,更加以自我为中心。通过合作学习的方式,使同学之间的交流更加密切,学生心理与人格等都会得到完善,进而实现快速成长。

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本工程涌水量大、水位降深大,所需水泵扬程高,水泵的外径一般为250 mm。而井管内径至少需大于水泵外径50 mm,故本次管内径按400 mm考虑,成孔直径按700 mm进行实施。采用6 mm厚钢管,滤管为桥式滤水管,滤管仅设置在粘土层中,防止抽取上部1~3卵石层地下水;滤管外包40目锦纶滤网,采用瓜子片滤料回填至滤管顶部以上,其上回填粘土球止水,防止1~3卵石层地下水进入降水井,详见图3。

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蓝宝石那犹如深海般、澄净蔚蓝的色彩,正代表着地球生生不息的活力。古代波斯人相信:大地由一块巨大的蓝宝石支撑。当阳光洒落大地,经由蓝宝石的光辉反射,天空才能呈现出宁静迷人的蓝色。

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模型优化步骤,采用卷积神经网络算法,基于训练样本进行机器学习,……,经过多次迭代后,获得优化后的辅助诊断模型;

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对《岭外代答》所涉服饰文献的“文本研读”实践——新时代语境下本科生“学术性学习”研究系列之三 ………… 简圣宇(6/75)

[19]HE Dongya,WAN Decheng.Numerical Investigation of the Open-water Performance of Contra-Rotating Propellers[C]//The 27th International Ocean and Polar Engineering Conference.San Francisco, California, USA, 2017.

二是继承浙东“贵专家”的史学传统。浙东史学是在中国历史上较有影响的学术流派,其特点是提倡学术交融,反对门户之见;专攻精研专家,崇尚独创精神;注重实际效果,推崇经世致用。其中“贵专家”是浙东史学的传统。章学诚说:“吾于史学,贵其著述成家,不取方圆求备,有同类纂。”[3]显然章学诚是继承了浙东史学的优秀传统,着眼点还是在“成一家之言”。

 
何东亚,万德成
《海洋工程》 2018年第02期
《海洋工程》2018年第02期文献

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