无轴轮缘推进器综述

无轴轮缘推进器作为一种新型船舶推进器,具有诸多优点,其应用前景非常广泛。阐述了无轴轮缘推进器的起源及其演变发展过程,从结构上将无轴轮缘推进器与普通推进器进行了对比,详述了无轴轮缘推进器结构组成,对其系统特点进行了总结,归纳了当下主要的生产商及其无轴轮缘推进器的研发情况, 并提出分析了无轴轮缘推进器研究的关键技术。     

吊舱推进器与船体间相互影响研究进展

吊舱推进器是近年来发展起来的一种新型船舶推进装置.针对吊舱推进器与船体之间影响的成因、干扰形式和研究方法进行了阐述,总结了吊舱推进器与船体之间相互影响的理论研究和模型试验方面取得的成果.最后提出该领域的主要研究方向,作为进一步研究的参考.     

推进器失效对深海采矿船动力定位性能的影响分析

深海中蕴藏着丰富的矿产资源,深海采矿船是深海采矿的重要装备,通过动力定位系统控制采矿船的海上位置,动力定位系统由若干推进器组成。采矿船在海上受到风浪流作用,推进器一旦失效极易发生采矿船运动失控等安全事故,本文研究推进器不同失效方式下动力定位性能,分析推进器不同失效方式动力定位功能的损失。根据势流理论计算波浪载荷,数值模拟深海采矿船不同位置的单个推进器失效和多个推进器失效方式下的时域运动响应,对比各种失效方式对深海采矿船纵荡、横荡、艏摇三个自由度运动的影响,分析各种失效方式对剩余推进器推力的影响。研究结果表明：采矿船空载90°浪向,推进器不同失效模式对于纵荡运动影响远小于对横荡和艏摇运动影响,船艉单推进器失效对于纵荡和艏摇动力定位的影响大于两个推进器失效影响;对于采矿船多自由度运动动力定位两个推进器失效大于单推进器失效影响;一侧两个推进器或两侧推进器同时失效,对动力定位的影响相同,对于横荡运动的影响最大。本文揭示了深海采矿船推进器失效对于采矿船运动的影响程度和机理,对于深海采矿船的安全作业具有指导意义。     

串列蹼板推进器性能实验研究

水域环保无人清理船多采用明轮或螺旋桨作为推进器,以满足其浅吃水或高效推进的需求,但明轮推进器存在结构笨重,推进效率低等不足,螺旋桨存在吃水深,易被水生植物缠绕等缺点。本文参考履带式推进装置与明轮结构形式设计了一种浅吃水、防缠绕,同时具备较高效率的新型推进器,并进行了样机性能的实验测试,研究了蹼板的入水深度、形状等结构参数对推进器推进性能的影响;在此基础上尝试推进器在无人清漂船实船上的应用测试。研究结果表明：转速增加能够有效提升推进器的推力,而采用折板则可降低推进器扬水量并提高推进效率,实船应用测试证明双推进器能够提升小型无人清漂船的回转性能,同时具备较好的快速性。     

半潜式平台动力定位系统推进器失效时域模拟

针对某最新的深水半潜平台,应用PID控制策略和卡尔曼滤波技术相结合的方法对其动力定位能力进行了研究,重点关注在两台推进器于不同时刻分别失效后的平台运动和推进器功率消耗信息。在平台的运动时域分析中,通过采用数值模拟与实验验证相结合的方法来获得平台的水动力数据;而在推力分配过程中,以最小功率消耗为优化目标,并考虑了推进器的机械物理特性及水动力干扰造成的推力损失对推进器的推力进行了分配。结果表明编制的模拟软件具有理想的模拟效果,该平台在指定海况下动力定位能力良好。     

基于大涡模拟的ROV导管推进器梢隙流动数值研究

导管推进器是一种普遍应用于无人遥控潜水器(ROV)等潜器中的特种推进器。在桨叶与导管之间的梢隙中存在非常复杂的流动,本研究基于大涡模拟(LES)对导管推进器的梢隙流动进行了数值模拟分析。通过对时间步长的收敛性研究,建立两套基于不同网格类型的计算模型。将计算与试验结果进行对比,比较两种不同类型网格模拟结果的差异,发现切割体网格能够更好地捕捉到泄涡的细节,并结合梢隙流场的原理分析了泄涡发展的过程,梢隙涡的驱动力是吸力面、压力面之间的压差。此外,随着进速系数增大,梢隙周向的涡管轴向分布范围减小,主泄涡发生位置延后,泄出涡的长度和数量都有所减少。     

定转子间距对泵喷推进器的影响

采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法,计算 3 种不同定转子间距的泵喷推进器模型,探究了定转子间距对泵喷推进器的推进性能及流场的特性影响。结果表明：定转子间距主要影响其扭矩平衡的效果,间距越大扭矩平衡效果越差;随着进速系数的增加,后置定子的扭矩会超过转子扭矩,使泵喷推进器处于“超平衡”状态;分析了定转子间的切向和径向速度场的分布特性,以及转子表面压力分布特性;后置定子上下表面的压力差,是其产生扭矩的主要原因,定转子压力差在定子的中间部分达到最大;定子的上下表面压力差随着间距的增加而减小。采用粒子图像测速(Particle image velocimetry,PIV) 实验方法验证了数值模拟方法的准确性,研究结果可为泵喷推进器的设计及其流场特性分析提供基础。     

快速转向推进器推力优化分配研究

随着船舶推进技术的不断发展,动力定位船舶将更多地使用快速转向推进器以提高其定位性能。快速转向推进器的使用将引入大角度变化率,这会造成优化分配求解域明显的非凸性,给优化问题的求解带来了挑战。针对装备快速转向推进器的动力定位船舶,运用区域外切近似法对其推力分配的非凸性问题进行了凸化,采用增广拉格朗日乘子法对控制力进行了优化分配。仿真结果表明:推荐的凸化处理方法能有效地解决推力分配的非凸问题,分配算法可以充分利用快速转向推进器的机械性能优势,寻找更优的可行解,从而显著地减少动力定位船舶的能耗,提高其定位性能。     

基于LES的ROV导管推进器梢隙流动数值研究

导管推进器是一种普遍应用于无人遥控潜水器（ROV）等潜器中的特种推进器。在桨叶与导管之间的梢隙中存在非常复杂的流动,本研究基于大涡模拟（LES）对导管推进器的梢隙流动进行了数值模拟分析。通过对时间步长的收敛性研究,建立两套基于不同网格类型的计算模型。将计算结果与试验进行对比,比较两种不同类型网格模拟结果的差异发现,切割体网格能够更好地捕捉到泄涡的细节,并结合梢隙流场的原理分析泄涡发展的过程,梢隙涡的驱动力是吸力面与压力面之间的压差。此外,随着进速系数增大,梢隙周向的涡管轴向分布范围减小,主泄涡发生位置延后,泄出涡的长度和数量都有所减少。     

摆线推进器水动力性能研究

本文主要通过实验的方法研究了五叶摆线推进器在不同螺距比和方向角情况下的水动力特性。其螺距比的变化范围从０．２π到０．７５π,方向角的变化范围为－９０°到９０°;其实验结果可供设计和研究引用参考。     

泵喷射推进器单频声实验研究(英文)

给出泵喷射推进器低频线谱的实验研究及分析结果。实验发现,在泵喷射推进器的噪声谱中,存在及其丰富的低频线谱,这些线谱的谱级非常之高,甚至可比噪声谱中连续谱部分高出２０ｄＢ～３０ｄＢ。并且这些低频线谱基本上都是转子轴频和叶频的谐波分量。实验结果表明,这种单频声的发生,发展与转子叶片空化状态和静压力的变化关系不显著,而主要决定于转子的转速。通过进一步的分析可以得出,这种线谱是由于转子与定子之间的相互作用产生的,轴频及其谐波分量线谱的产生则是由于转子叶片间的不一致所造成的。泵喷单频声的存在严重影响其噪声性能,因而,这是一个很重要的问题。     

航行在历史中

<正>现代邮轮已经失去了邮轮最原始的功能,那么,邮轮到底是怎么发展成现在这样的呢?从最原始的独木舟到用桨、橹做推进器的船,再到现在乘风破浪、披荆斩棘的大型邮轮,他们到底走过了怎样的历史?我们不如跟着这篇文章,一起和它们航行于历史中……相比让人在天空翱翔,让人在水中遨游可要容易得多了。这是为什么呢?因为人,可以学会游泳!以上只是开个小玩笑,毕竟人类接触水的机会还是比触摸云彩多得多!我们的先祖玩水玩开心了,便开始造一些水上的载     

给海底火山“把脉”

海底火山大部分隐藏在海平面几千米以下,而且脾气反复无常,这让科学家们研究起来非常头疼。不过,还是有一些科学家,通过仪器监测以及耐心等待,成功地预测了海底火山的爆发。美国俄勒冈州附近的Axial Seamount火山是以活跃闻名的海底火山。在1998年喷发后,科学家们立刻开始了监测和研究。2006年,科学家们预测Axial Seamount火山将在2014年前再次喷     

蚊虫不爱DEET

在身上喷洒驱蚊剂，蚊虫便离你远去，何故？美国加州大学戴维斯分校的研究者说，蚊虫逃离是因为它们极度厌恶化学驱蚊剂的味道。科学家们此次的研究对象是驱蚊胺DEET。DEET由美国农业部科学家研发。被认为是驱虫剂的“黄金标准”。它使全世界2亿人免受携带致病菌的昆虫的袭击。     

MEMS固体化学微推进阵列的微冲量测试技术

为了评价MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)固体化学微推进阵列的推进性能,对其单元微冲量的精确测试显得尤为重要。在传统冲击摆的基础上,考虑微推进器推力和燃气射流冲击力之间的比例关系,设计了一套适用于MEMS固体化学微推进阵列单元微冲量的间接测试装置,并成功用于6×6规格(单元集成度为36个/cm²)微推进阵列的实际测试中。结果表明:典型实验数据下的待测微冲量为2.5442×10-4Ns,相对误差小于5%;实测8个单元的微冲量平均值为2.5574×10-4 N·s,相对偏差较小,具有很好的重复性。      

气味与梦境

嗅觉与大脑边缘系统紧密相关，而后者则控制着情感和行为。最近，科学家们研究了气味对人类梦境的影响。此研究的对象是20来岁的健康女性，因为她们的嗅觉最为灵敏。实验结果显示，当在梦中闻到玫瑰香气时，几乎所有的对象都进入了美妙的梦境；相反，当实验对象闻到臭鸡蛋的腐朽气味时，她们的梦境便相当糟糕。     

饥馑日寸期不可或缺的嗅觉

嗅觉的重要作用毋庸置疑，各种动物都需要依赖于嗅觉。现在，霍华德·休斯医学研究院和洛克菲勒大学的科学家们用实验证明了嗅觉的重要作用。研究者以果蝇为研究对象，实验结果表明：在通常情况下，健全的果蝇与嗅觉缺失的果蝇相比并不具有明显的生存优势；但是，当果蝇的生存环境变得恶劣时，健全果蝇的生存优势便凸显出来。     

升力面方法预报全方向推进器的非定常水动力性能

本文研究了全方向推进器非定常水动力性能的升力面预报方法,基于势流理论和格林定理建立了全方向推进器非定常水动力性能计算的数学模型,然后利用非定常涡格法对全方向推进器的非定常水动力性能进行了数值预报。本文的计算结果和日本水池模型试验结果、升力线方法计算结果对比表明,本文的计算值与试验值吻合良好。     

鲸类的祖先可能是陆生偶蹄类动物

鲸类不是鱼,而是哺乳动物。对于这一点,早在2400多年前,希腊科学家、哲学家亚里斯多德就已经认识到了。他当时就观察到,鲸类和其他哺乳动物一样,都有哺育幼仔的本能,又都用肺来直接呼吸空气。然而,关于鲸类的演化问题,直到今天,一直是科学家们研究的课题。科学家们认为,早期的哺乳动物原先全都栖息于陆地上,后来,究竟是什么原因迫使大批鲸类的祖先重返海洋?它们是用什么方法回到海洋并长期生活在海洋之中,至今仍     

泵喷推进器在某水下航行器降噪方面的应用

通过对某采用对转螺旋桨作为推进方式的水下航行器噪声进行深入分析,了解和掌握了其噪声特点。 针对对转螺旋桨在降噪方面的不足,对采用泵喷推进器降噪进行分析研究,提出水下航行器各装置降噪改进设想。 在综合考虑了鳍舵以及附体对航行噪声的影响,以及原产品对航行性能的要求后,对泵喷推进器进行了初步方案设计,采用该泵喷推进器有望使噪声降低 4 ~ 5 dB。