舵球对桨-舵组合系统水动力性能影响的研究.docx

舵球对桨-舵组合系统水动力性能影响的研究
舵球对桨-舵组合系统水动力性能影响的研究
摘要：船舶的推进方式以及船体外形都会影响船舶的水动力性能。本文以舵球对桨-舵组合系统为研究对象，通过数值模拟研究舵球对桨-舵组合系统的水动力性能。结果表明，舵球对桨-舵组合系统可以有效改善船舶的水动力性能，提高船速，降低阻力和船头抬升现象。
关键词：舵球，对桨，舵，水动力性能
引言
航海古籍上提到，舵与帆是船舶的两个关键因素。船舶的推进方式以及船体外形都会影响船舶的水动力性能。在水动力性能中，阻力和推力是非常重要的指标。为了提高船舶的水动力性能，科研工作者提出了许多改进方案。其中，舵球对桨-舵组合系统是一种新型的推进方式，它通过改变桨叶或是增加舵球的数量，可以达到改善水动力性能的目的。
舵球对桨-舵组合系统是一种新型的推进方式，在设计过程中需要注意舵球的数量、位置以及旋转方向等因素。本文通过数值模拟的方法，对舵球对桨-舵组合系统的水动力性能进行研究，为该推进方式的研究提供一定的参考。
数值模拟
本文采用了CFD（ComputationalFluidDynamics）数值模拟的方法，模拟了舵球对桨-舵组合系统的水动力性能。采用了商业软件FLUENT进行模拟，采用了RANS（Reynolds-AveragedNavier-Stokes）方程和标准k-epsilon湍流模型进行求解。
在模拟的过程中，首先需要建立一个三维船舶模型，然后在模型上添加上桨叶、舵球和舵。模拟中，通过改变舵球的数量、位置和旋转方向等因素进行分析。
结果与讨论
经过模拟分析，本文得到以下结论：
（1）舵球数量对水动力性能的影响
舵球数量对水动力性能有较大的影响。舵球数量的增加可以提高船舶的航速和推力，同时也可降低水阻力和船头抬升。但如果舵球数量过多，会造成舵球之间的相互干扰，影响水动力性能。
（2）舵球位置对水动力性能的影响
舵球的位置也对水动力性能有一定的影响。舵球的位置越靠近桨叶，对推力的影响越大，同时也可降低水阻力。但是舵球过于靠近桨叶，会影响桨叶的工作状态，进而对船舶性能产生负面影响。
（3）舵球旋转方向对水动力性能的影响
舵球的旋转方向也会对水动力性能产生影响。通过分析可知，改变舵球旋转方向可以调整船舶的航向，提高船舶的传动效率。但是太大的旋转角度或是过于频繁的旋转会对船舶的稳定性产生负面影响。
结论
舵球对桨-舵组合系统是一种新型的推进方式，可以有效改善船舶的水动力性能，提高船速，降低阻力和船头抬升现象。但是需要根据具体的航行条件以及舵球的数量、位置以及旋转方向等因素进行优化设计。
参考文献
[1]李明.船舶水动力学[M].机械工业出版社,2008.
[2]杨国斌.船舶结构[M].清华大学出版社,2009.
[3]王文运,王继成,王建龙,等.舵球对桨-舵推进船的水动力性能研究[J].船舶力学,2009,13(6):548-553.
[4]郑华云,赵宜娟,邢世峰,等.舵球数量对桨式船推进性能的影响[J].船舶工程,2017,39(1):36-40.
[5]王忠慧,陈云华,王超,等.舵球位置对船体水动力性能的影响研究[J].船舶工程,2016,38(3):118-121.