船-桨-舵-舵球式推力鳍系统水动力性能数值计算的开题报告.docx

船-桨-舵-舵球式推力鳍系统水动力性能数值计算的开题报告
一、研究背景和意义
船舶是指在水中行驶的航行工具，由船体、动力装置、舵机和辅助设备等组成。船体是船舶的基本构筑物，承担着航行、负荷和抗风浪等各种力的作用。舵机则是用于控制船舶方向的重要装置。而水动力性能则是指船舶在水中行驶时所受到的各种力的相互作用，包括阻力、推力、航向稳定性等方面的性能。水动力性能的研究对于提升船舶性能、提高航行效率、降低船舶耗能、改善环境污染等方面有着重要的意义。
而舵球式推力鳍系统（SPD）是一种集推进、舵控、防卷积于一体的技术，可提高推进效率，增加下潜深度，降低振动噪音，使得船舶的运营效率和环保性能都得到了提升。然而舵球式推力鳍系统的水动力性能研究和数值模拟还不够充分，需要进行深入研究。
二、研究内容和思路
本研究旨在通过数值模拟的方法，对舵球式推力鳍系统的水动力性能进行计算和分析，具体研究内容包括：
1.建立船-桨-舵-舵球式推力鳍系统的数学模型；
2.采用数值计算的方法，分析舵球式推力鳍系统在不同运行状态下的水动力性能，包括推进效率、航向稳定性、阻力等方面的性能；
3.探究舵球式推力鳍系统在不同工况下的优化设计方案，以提高其水动力性能。
研究思路如下：
1.建立船-桨-舵-舵球式推力鳍系统的数学模型，包括船体几何模型、桨的叶片模型、舵的模型和推力鳍的模型。
2.利用CFD软件，采用基于有限体积法的数值计算方法，对舵球式推力鳍系统的水动力特性进行数值模拟计算。
3.分析计算结果，得出舵球式推力鳍系统在不同运行状态下的性能曲线，包括推进效率、航向稳定性、阻力等方面的性能。
4.通过优化设计方案，降低阻力，提高推进效率，并提出相应的建议。
三、预期成果
1.建立船-桨-舵-舵球式推力鳍系统的数学模型，并进行验证；
2.分析舵球式推力鳍系统在不同运行状态下的水动力性能，包括推进效率、航向稳定性、阻力等方面的性能；
3.探究舵球式推力鳍系统在不同工况下的优化设计方案，提高其水动力性能；
4.提出相应的建议和策略，提高船舶的运营效率和环保性能。
四、研究计划
阶段性研究计划如下：
第一年：
1.研究文献，了解船-桨-舵-舵球式推力鳍系统的相关知识；
2.建立船-桨-舵-舵球式推力鳍系统的数学模型，进行计算和仿真。
第二年：
1.对模型进行验证，并分析舵球式推力鳍系统在不同运行状态下的水动力性能；
2.优化设计舵球式推力鳍系统，提高其水动力性能。
第三年：
1.总结研究结果，并提出相应的建议和策略；
2.编写毕业论文和总结报告。