带有POD吊舱推进器的新型集装箱船制造技术

本发明专利技术公开了一种带有POD推进器的新型集装箱船，船体部分主要分为三个部分：B573集装箱船，Pram船艉，POD推进器。B573集装箱船与Pram船艉可降低阻力，提高船身效率，使螺旋桨盘面的尾流场分布更加均匀，有利于改善螺旋桨的工况。POD推进器可节省船体的可利用空间，降低噪声和振动，增加推进效率，提高船舶的操纵性能。本次POD推进器选用拖式，增加推力。使用CFD计算，结果具有较高的可靠性。

New container ship with POD POD propeller

The invention discloses a new type container ship with a POD propeller, and the hull part is mainly divided into three parts: a B573 container ship, a Pram ship stern and a POD propeller. B573 container ship and Pram stern can reduce the resistance and improve the hull efficiency, so that the distribution of the tail flow field of the propeller disc is more uniform, and it is helpful to improve the working conditions of the propeller. POD thrusters can save the available space, reduce noise and vibration, increase propulsion efficiency, and improve ship handling performance. The POD thrusters use drag type and increase thrust. Using CFD calculations, the results are of high reliability.

【技术实现步骤摘要】
带有POD吊舱推进器的新型集装箱船
本专利技术涉及一种新型集装箱船，尤其涉及一种带有POD吊舱推进器的Pram艉型集装箱船，属于船舶工程领域。
技术介绍
吊舱式推进器(又称POD推进器)是近年来发展起来的一种新型的船舶推进装置，该推进系统可以节省舱室空间，降低主机的振动，增加推进效率，提高船舰的操纵性能。POD推进器主要由螺旋桨、吊舱和舵三部分组成。通过舵的连接，将吊舱悬挂在船艉底部，吊舱内放有电动机，通过电动机驱动吊舱前后的螺旋桨。其设计的主要思想创新在于：通过舵连接，将置有螺旋桨和电动机的吊舱悬挂在船艉底部，吊舱能360°旋转，这就节省了传统使用的推进器轴系，将推进装置与舵结合成一个整体。通过将推进系统置于船外来节省船舱空间，增大了船舶设计、航行和操作的灵活性。在商用船舶和军事舰艇的应用上POD推进器具有极高的价值。本专利技术在B573集装箱船的基础上改建了Pram艉型的船艉，使螺旋桨盘面的尾流场分布更加均匀，并且搭载POD推进器，最终提高水动力性能与操纵性。
技术实现思路
为了提高集装箱船的水动力性能与操纵性，从而提高船舶的航行效率，本专利技术提供一种带有POD吊舱推进器的新型集装箱船，该船将POD推进器、B573集装箱船与Pram艉型进行结合，达到更优良的水动力性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：带有POD吊舱推进器的新型集装箱船，包括Pram船艉、POD推进器、B573集装箱船，其特征是将B573集装箱船的船艉采用Pram艉型，该集装箱船上搭载有POD推进器，且POD推进器中螺旋桨采用B4-70螺旋桨。进一步的，所述的POD推进器采用拖式POD推进器。本专利技术在对B573集装箱船一系列研究的基础上，使用三维建模软件MAYA建立了载有POD推进器的Pram艉型的新型船模，POD中螺旋桨为改进的B4-70螺旋桨，对集装箱船伴流场的网格划分方法进行研究。将B573集装箱船的计算值与实验值进行对比分析，其误差仅为3％，数值计算的结果具有极高的可靠性。计算新型船模的随航速变化下阻力的变化，并对新型船模螺旋桨盘面的尾流场进行分析，将结果与波兰研究人员的研究结果进行对比，得出新型船模的阻力降低约10％，Pram艉型船体伴流分数改善，船身效率ηH提高了2.4％，且螺旋桨盘面的尾流场分布更加均匀，速度分布改善，有利于改善螺旋桨的工况。采用滑移网格的计算方法，在流体分析软件CFX中分析了敞水拖式与推式POD推进器的非定常水动力性能，在一个旋转周期内，研究舵、吊舱、螺旋桨在X，Y，Z三个坐标方向上的推力和转矩等随旋转角度而变化的情况。通过分析可以发现这些变量呈周期性振荡，且在相同工况下，拖式POD推进器的推力高于推式POD推进器，约为21.1％。针对船后拖式POD推进器，采用SSTk-ω湍流模型，计算船后0°偏转角时船后POD推进器的水动力性能，并与均匀入敞水工况下的实验水动力性能进行对比，发现POD推进器的推力和转矩提高了9-10％，且推进效率提高1％左右，这是由于POD推进器受到船体伴流场的影响。此外选取了POD推进器偏转角为5°、10°、15°、20°、25°、30°、45°、90°、135°、180°，研究了偏转角对POD推进器水动力性能的影响，为其操作性提供可可靠的依据。当偏转角约为11°左右时，POD推进器在X方向的推力达到最大值，然后随着偏转角的继续增大，推力逐渐减小。偏转角为180°时，为倒车状态，可提供最大的减速度。本专利技术的有益效果是，本专利技术设计了带有POD推进器的新型集装箱船，改造已有的船型，降低阻力约10％，改善螺旋桨的工况。采用拖式POD推进器，推力较推式POD增大约21.1％。受到船艉伴流场的影响，POD推进器的推力和转矩较敞水时提高约为9-10％，船身效率ηH提高了2.4％，且增加1％推进效率，并增强了操纵性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术中B573集装箱船的几何模型；图2为本专利技术Pram艉型的船体模型；图3为本专利技术POD吊舱位置示意图；图4为本专利技术吊舱式推进器。图5为螺旋桨盘面的轴向伴流分数(a)B573船体CFD计算(b)B573船体模型试验(c)Pram艉型船体CFD计算图中：1、Pram船艉2、POD推进器3、B573集装箱船具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的说明。新型集装箱船，包括1、Pram船艉2、POD推进器3、B573集装箱船。其特征之一是1、3部分形成一个新型集装箱船；其特征之二是2、POD推进器中螺旋桨部分采用改进型B4-70螺旋桨；其特征之三是2、POD推进器与1、3结合成一个带有POD推进器的新船型。本专利技术工作原理是：使用三维建模软件MAYA建立了载有POD推进器的Pram艉型的新型船模，进行流体仿真，将B573集装箱船的计算值与实验值进行对比分析，其误差仅为3％，数值计算的结果具有极高的可靠性。并对新型船模螺旋桨盘面的尾流场进行分析，得出新型船模的阻力降低约10％。采用滑移网格的计算方法，得到拖式POD推进器的推力高于推式POD推进器，约为21.1％。采用SSTk-ω湍流模型，得到敞水时POD推进器的推力和转矩提高了9-10％，推进效率提高1％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有POD推进器的新型集装箱船，其特征在于，包括Pram船艉、POD推进器、B573集装箱船，具体是将B573集装箱船的船艉采用Pram艉型，并在该集装箱船上搭载有POD推进器，且POD推进器中螺旋桨采用B4‑70螺旋桨。

【技术特征摘要】
1.一种带有POD推进器的新型集装箱船，其特征在于，包括Pram船艉、POD推进器、B573集装箱船，具体是将B573集装箱船的船艉采用Pram艉型，并在该集装箱船上搭...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振纬，蔡倩雯，严宁民，康登登，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33