螺旋桨非正常工况下的船舶阻力计算开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1．1国内外研究现状

国内船舶工业计算机开始于60年代末，中国船舶工业总公司研制开发了casis系统，为我国自行开发的船舶cad/cam系统塑造了一个雏形。我国也成立了船舶动力装置设备选型程序系统meds-i型联合课题组，探索了在螺旋桨非正常工况下的船舶阻力计算中使用计算机辅助设计的方法。运用fluent和卡耳玛柯夫两种计算方法，计算被锁定的螺旋桨的阻力，并分析其随进速系数的变化规律，对部分螺旋桨不正常工作对船舶推进的影响研究作出一定的贡献。

在国外，davidson最早从运动稳性理论出发，阐述了船舶航向稳定性和回转性两个相互制约因素，为现代船舶操纵性研究尊定了理论基础。hydrocomp计算机辅助船舶推进系统设计软件是由美国推出的用于解决船舶推进系统设计的软件，也是目前世界上该领域最先进和完善的软件之一，用于解决船舶螺旋桨的设计和模拟螺旋桨不正常工作等实际应用问题。

2. 研究的基本内容与方案

matlab是一款为了简化繁琐的矩阵计算过程以及可视化系统仿真为目的，使用高级编程语言c 编写的科学计算软件。不仅能进行数值分析，主要是能进行矩阵计算，并能进行以科学数据为基础的可视化动态系统建模与仿真。本研究选用simulink做非正常螺旋桨仿真研究的平台，它是matlab最重要的组件之一，其功能就是用来对动态系统进行建模、仿真和分析。

对于多桨船舶来说，在航行过程中有可能会发生下列的情况：即只有一部分螺旋桨在工作着，部分螺旋桨停止工作或者在船尾自由旋转。我们把螺旋桨处于锁死或自由旋转时的工作状态称为非正常工况。通过建立四桨船双内桨锁轴模拟、双外桨锁轴模拟、双内桨脱轴模拟、双外桨脱轴模拟、双内桨拖轴模拟、双外桨拖轴模拟等，来计算船舶螺旋桨在非正常工况下的阻力值。根据非正常工况螺旋桨的运动状态，可分为锁死工况，自由旋转工况和非自由旋转工况。

当多个螺旋桨工作时，有时可能其中的某个螺旋桨不正常工作，把不正常工作的螺旋桨锁定，即不随主机转动。其中不正常工作的螺旋桨被锁定了那么船舶全部阻力全由工作的螺旋桨来承担，此时该阻力要比螺旋桨全部工作时所受的阻力还要大些。对于螺旋桨部分锁定、部分正常工作的研究方面，卡耳玛科夫对此进行了深入研究，并结合大量的实验结果，总结出了停止螺旋桨的阻力公式，并做了很好的验证，即卡耳玛科夫公式。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究螺旋桨非正常工况下船舶阻力的基本计算方法。确定方案，完成开题报告。

第4周：提交英文文献的翻译工作。

第5－7周：对螺旋桨的数学建模及matlab进行相关学习。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].李帆.以柴油机为动力的大型船舶机桨匹配研究[d].哈尔滨工程大学,2010.

[2].单铁兵.四桨两舵船舶螺旋桨不同工况下水动力性能及船体操纵性研究[d].哈尔滨工程大学,2008.

[3].丁小强.四桨推进大型船舶的船机桨匹配研究[d].哈尔滨工程大学,2009.