浸没式喷水推进船尾部线型参数化构型与优化设计开题报告
2020-02-18 07:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
喷水推进器是不同于螺旋桨的新型特种动力装置。与螺旋桨通过桨叶旋转产生推进力不同，喷水推进器的推力是通过推进水泵喷出吸入的水流的反作用力来获得的，并通过操纵舵及倒舵设备分配和改变射流的方向来实现船舶的操纵[1,2]。
喷水推进系统具有众多优点：（1）优秀的操纵性、机动性；（2）较小的附体阻力；（3）高航速时良好的快速性；（4）水下声辐射小等等。它正逐渐取代螺旋桨，在高性能船舶的推进系统中占据主导地位，同时也是许多发达国家研究的重点[3]。
浸没式喷水推进是喷水推进的一种类型，该项技术有着诸多优点，但国内对于浸没式喷水推进技术的研究大多都是关于喷水推进泵的研究，以及其流动状态和抗空化性能的研究。2014年曹玉良、王永生等人开展了对安装了按照常规尾板式喷水推进设计的推进泵的浸没式喷水推进器的研究[4]。2015年，曹玉良对浸没式喷水推进泵喷速比的影响开展了研究[5]。2016年，易文彬、王永生等对实尺度浸没式喷水推进器进行了参数选择和性能分析研究[6]。2017年，易文彬采用自航试验和数值模拟对浸没式喷水推进器开展了性能改良研究[7]等等。在学术网站上能找到的国内有关浸没式喷水推进器与船体线型关系的研究文献少之又少。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
本文主要研究内容如下：
（1）对船尾线型不同的多个船体方案的阻力特性与流场特性进行模拟与分析。
（2）进行浸没式喷水推进器敞水性能数值计算。
3. 研究计划与安排
| 时间 | 周数 | 内容 | 要求 |
| 第1周 | 1 | 安装软件、搜集相关文献并阅读、撰写开题报告。 | 对所研究项目有基本的认知和自己的思考、完成开题报告。 |
| 第2-4周 | 3 | 学习Solidworks软件，掌握船尾线型修改的方法和工具，设计多个适用于浸没式喷水推进方式的船尾线型方案，并完成外文翻译。 | 完成方案设计、提交外文翻译。 |
| 第5-6周 | 2 | 学习并采用STAR-CCM 软件完成对这些船型设计方案的阻力特性与流场特性的计算与分析。 | 提交阶段性成果 |
| 对学生进行中期抽查（院系组织专人检查），实行中期淘汰制（第6周末） | |||
| 第7-8周 | 2 | 掌握浸没式喷水推进器敞水性能CFD数值计算方法，计算得到推进器的敞水特性曲线；掌握基于推进器叶轮三维几何的船舶自航运动计算方法。 |
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| 第9-10周 | 2 | 开展船尾线型优化设计研究和推进器与船体空间布置方案研究，计算和分析不同的船尾线型对推进性能的影响，以及对船体压力场、阻力与姿态的影响。 | |
| 第11-12周 | 2 | 开展船尾线型优化设计研究和推进器与船体空间布置方案研究，计算和分析不同的纵向布置位置、不同的轴向斜倾角对推进性能的影响，以及对船体压力场、阻力与姿态的影响。 | 提交阶段性成果 |
| 第13周 | 1 | 继续分析不同的推进器集成布置方案对船体机舱布置的影响，提出适合浸没式喷水推进器高效推进的船尾线型设计方案以及与推进器的集成布置方案。撰写毕业论文。 | 提交全部资料 |
| 第14周 | 1 | 修改完善论文，准备答辩 |
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4. 参考文献（12篇以上）
[1] [1] 周熊.喷水推进[j].船舶节能,1999(02):18-20.
