船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究 图文.doc

船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究_图文第37卷第3期2008年6月船海工程SHIP&:1671—7953(2008)03—0056一03船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究刘海强。吕林(武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063)摘要:为了方便、快捷地实现船舶机桨匹配设计及性能分析,依据荷兰船模整理完成的B型螺旋桨新图谱,通过数值计算与回归得到螺旋桨匹配设计过程中各参数回归函数,利用C#编写机桨匹配计算程序,并对船舶航行性能及主机工况进行分析。通过对比分析得到设计的计算平台可以很好的满足计算精度的要求。关键词:船舶;螺旋桨;柴油机;匹配设计中图分类号:U664文献标志码:AResearchonCalculationPlatformforMatchingDesignofScrewPropellerandDieselEngineLIUIjkIi_qiaI唱,LULiII(sch00lofEnergyandPowerEngineering,WuhanUnjversityofTechnology,Wuhan430063,Chim)Absb‘act:Inordertoanalyzevariouspel‘fo肌anceofthematchingdesignbet、^陀enscrewpropelleranddieselenginerapidandconvemently,theregressfunctionofmainparametersisgottenfromnumericalcalcula—ordingtothenewB・—posedbyC#—plesshowthatthecalculationplatfonncannleettherequirenlentsofmatchingdesignofpropelleranddiesel饥一ginewithhighprecisiofLKeywords:ship;propeller;dieselengine;nlatchingdesign柴油机是船舶的主要动力来源,螺旋桨是推进船舶前进的执行机构,二者性能的好坏以及匹配效果如何将直接影响到船舶的营运经济性能和航行安全性能。目前常用的螺旋桨图谱匹配设计涉及大量图表及繁多复杂的计算公式,并且各图表有特定的适用范围,不利于设计应用和推广。为此,本文以中速小功率船舶柴油机为研究对象,建立船舶机桨匹配设计与分析计算平台。1螺旋桨匹配计算流程本文根据螺旋桨图谱设计理论,参照母型船,通过初步匹配计算得到主机的功率和转速,根据计算功率和转速,考虑一定功率裕度或者转速裕度,选择主机型号。然后根据选择的主机功率和56收稿日期:2007—11—26修回日期:2007—12—19作者简介:刘海强(1981一),男,硕士生。研究方向:内燃机性能优化及动力匹配。B-mn:LiuHQll@转速,通过终结匹配设计,确定螺旋桨相关尺寸及达到的航速[1。2]。计算流程见图1a)、b)。船舶螺旋桨匹配设计一般在满载、全负荷状况下设计,而船舶在实际行驶过程中并非一直满载全速或者以正常功率航行,仿真计算平台中将讨论船舶压载、满载及重载等不同载荷状况下在不同航速和螺旋桨不同转速状况下螺旋桨、主机的工作特性,并根据主机最佳使用工况优化螺旋桨相关参数及船舶最佳航速。计算流程如图1c)。船舶航行过程中主机工况分布关系到船舶的动力性、经济性以及可靠性。因此,船舶主机的行驶T况分布是船舶设计者和主机生产制造商比较关心的问题。本文在仿真计算平台中采用船舶航速(或进速)和螺旋桨转速(或发动机转速),通过对螺旋桨敞水性征曲线和船舶主机万有特性曲线插值获得主机在船舶给定航行工况时的工况分布和燃油消耗量,这样就可以:1)计算船舶在常用航行状况下主机工况分布,依次研究主机在船舶航行时的主要工况分布,船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究——刘海强,吕林为船舶主机性能优化提供依据。2)计算船舶在给定航行状况下主机的燃油油耗量,研究主机在船舶航行时的经济性能,并寻求提高船舶经济性能的途径。3)改变变速箱速比,则主机的工况分布及油净黝窖?7/w,‘z爿朋d,D,//吗(f=l,2+…+m)/l”。-(1-f)/(1一cD)lv1.“l一∞)令利用回归方程或者经验公式计算最佳效率时的缉,,Jp佃,_,lP产B。j・v:|dIJp。=只玎。玎。lP矿Pp”,H。lI汁算P。=JD。时的一∥D,_纠——————1/输出结果/a)