Разработка вязко-невязкого метода расчета параметров гидродинамического взаимодействия элементов винто-рулевого комплекса
Диссертация
Компромиссным вариантом может служить так называемый связанный вязко-невязкий метод, в котором корпус судна моделируется в вязком поле, а гребной винт в потенциальном с помощью распределенных массовых сил или с помощью схемы активного диска,. С практической точки зрения этот метод оправдывается тем, что интегральные характеристики гребного винта (коэффициент упора и момента в осевом… Читать ещё >
Список литературы
- Артюшков, JI.C. Судовые движители / JT.C. Артюшков, А. Ш. Ачкинадзе, А. А. Русецкий. — JL: Судостроение, 1988.
- Артюшков, Л.С. Взаимодействие гребного винта с корпусом судна: учеб. пособие / Л. С. Артюшков. Л.: ЛКИ, 1981, — с. 16−17.
- Ачкинадзе, А.Ш. Гидромеханика / А. Ш. Ачкинадзе, А. Р. Бесядовский, В. В. Васильева, Н. В. Корнев, Ю. И. Фаддеев. СПб.: Мор Вест, 2007, — с. 166.
- Ачкинадзе, А.Ш. Симметризированное двойное составное правило Гаусса для вычисления двумерных сингулярных интегралов / А. Ш. Ачкинадзе, А. С. Нарвский // Л.: Труды ЛКИ. 1985.
- Бавин, В.Ф. Гребные винты: Современные методы расчета / В. Ф. Бавин, Н. Ю. Завадовский, Ю. Л. Левковский, В. Г. Мишкевич. Л.: Судостроение, 1983.
- Белов, И.А. Моделирование турбулентных течений / И. А. Белов, С. А. Исаев. СПб, 1998.-с. 106.
- Белоцерковскнй, О.М. Турбулентность: новые подходы / О. М. Белоцерковский, A.M. Опарин, В. М. Чечеткин. М.: Наука, 2002. — с. 286.
- Денисихина, Д.М. Влияние выбора модели турбулентности па точность расчета вязкостного сопротивления транспортных судов / Д. М. Денисихина, М. П. Лобачев, А. В. Пустошный, И. А. Чичерин // Морской вестник, 2008. № 3(27), — с.95−100.
- Ермишин, А.В. Управление обтеканием тел с вихревыми ячейками в приложении к летательным аппаратам интегральной компоновки / А. В. Ермишин, С. А. Исаев. -М.:МГУ, 2003. -с.89−91.
- Колмогоров, А.Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости /
- A.Н. Колмогоров. М.: Изв. АН СССР. Сер. физ. 1942. Т.6. -№ 1−2. — с.56−58.
- Кочин, Н.Е. Теоретическая гидромеханика. Часть I. / Н. Е. Кочин, И. А. Кибель, Н. В. Розе. -М.: Физматгиз. 1963.
- Красильников, В.И. Гидродинамический проектировочный расчет некавитирующего гребного винта с использованием обобщенной линейной модели вихревой теории: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /
- B.И. Красилышков. СПб.:СПбГМТУ, Декабрь, 1997.
- Ламли, Дж. Методы расчета турбулентных течений. Дж. Ламли, Ж. Матье, Д. Жандель- под ред. А. Д. Хонькина. М.: Мир, 1984.
- Матвеев, Г. А. Эффективный попутный поток. Состояние вопроса и направление исследований / Г. А. Матвеев, О. П. Орлов, А. В. Пустотный, И. А. Титов // Сборник статей по Гидродинамике транспортных судов ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, Л. 1981, — с. 3−26.
- Немзер, А.И. Особенности управляемости судов, оборудованных движительным комплексом «АЗИПОД» / А. И. Немзер, А. А. Русецкий // Морской вестник, 2002, № 4 (4), — с.76−79.
- Никущенко, Д.В. Исследование течений вязкой несжимаемой жидкости на основе расчетного комплекса FLUENT / Д. В. Никущенко. СПб.: СПбГМТУ, 2006. — с 49−50.
- Расчет взаимодействия ГВ с телом вращения в вязкой жидкости: приложение к сводному отчету по теме AVIII-243 / ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, вып. 30 069, 1983.
- Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости /
- C. Патанкар. — М.: Энергоатомиздат, 1984.
- Понкратов, Д.В. Упрощенный метод расчета параметров гидродинамического взаимодействия элементов АЗИПОДа с учетом вязкости / Д. В. Понкратов // Морской вестник. 2008. -№ 2(26). — С. 86−90.
- Регистровая книга судов: Российский морской регистр судоходства, СПб, 2007, — с. 101.
- Сазонов, К.Е. Об эффективности применения винто-рулевой колонки при плавании судов в битых льдах / К. Е. Сазонов // СПб.:Труды ЦНИИ им. Акад. Крылова, 2003, -№ 14,-С.123 — 128,143,155.
- Сухоруков, А. Л. Численное моделирование обтекания подводных объектов в программном комплексе Star-CD / А. Л. Сухоруков // Материалы конференции Моринтех, — СПб, Т. И, 2003. с.62— 66.
- Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей / К.Флетчер. М.: Мир, Т. I, II. 1991.
- Чичерин, И.А. Численная оценка масштабного эффекта коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом судна / И. А. Чичерин, Е. Ю. Егорова, И. Г. Фролова, А. К. Клубничкин, М. П. Лобачев. СПб.:ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова. 1994.
- Шашин, В.М. Гидромеханика / В. М. Шашин. — М.:Высшая школа, 1990.
- Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. М.:Наука, 1969.
- Шукшина, Л.В. Путин оценил новый танкер «Совкомфлота» / Л. В. Шукшина // Novoship: морской вестник, № 9(9), май 2008, — с. 2.
- Яковлев, АЛО. Разработка модифицированного метода граничных уравнений для расчета судовых движителей / А. Ю. Яковлев // Труды РАН, УрО РАН, Том 1, Труды XXXVI Уральского семинара, Екатеринбург, 2006, — с. 42−54.
- Яковлев, А.Ю. Расчет стационарных гидродинамических характеристик тянущей винто-рулевой колонки / А. Ю. Яковлев // СПб.: Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, вып.35(320), 2008,-с.96−110.
- Achkinadze, A.S. A Generalized Optimum Condition for Wake Adapted Screw Propeller / A.S. Achkinadze, V.I. Krasilnikov // Proceedings of the Propellers/Shafting'97 SNAME Symposium, Virginia Beach, VA, USA, September 23−24, 1997.
- Achkinadze, A.S. A New Velocity Based BEM for Analysis of Non-cavitating and Cavitating Propellers and Foils / A.S. Achkinadze, V.I. Krasilnikov // Oceanic Engineering International, 2003, 7(1),-pp. 33−47.
- Achkinadze, A.S. A Modified Lerbs Scheme for Moderately Loaded Propellers / A.S. Achkinadze, V.G. Mishkevich // Proceedings of the 15th SMSH, BSHC, Varna, Bulgaria, Vol.2. 1986.
- Aksu, S. Reliability and availability of pod propulsion systems / S. Aksu, O. Turan // Quality and Reliability Engineering International, 2006. 22(1), — pp. 41−58.
- Alpman, E. Separated turbulent flow simulations using a Reynolds stress model and unstructured meshes / E. Alpman, L.N. Long // AIAA, 2005, 2005−1094.
- Atlar, M. Introduction / M. Atlar // Proceedings of the 1 st International Conference on Technological Advances in Podded Propulsion TPOD2004, School of Marine Science and Technology, University of Newcastle, — UK, 14−16 April, 2004, — pp.5−6.
- Bardina, J.E. Turbulence modeling validation, testing and development / J.E. Bardina, P.G. Huang, T.J. Coakley //NASA Technical Memorandum 110 446. 1997, pp. 1−98.
- Barnett, D. Compact pods extend the market downwards in size / D. Barnett // Ship and Boat, 2004, Jan.-Febr., pp. 40−43.
- Billard, J.-Y. Introduction / J.-Y. Billard // Proceedings of the Second International Conference on Technological Advances in Podded Propulsion T-POD 2006, L’aber Wrac’h, France, 3−5 October, 2006 (CD-version).
- Broudy, A. Rolls-Royce propulsion for new type of ferry: new azipull azimuth thruster design with pulling propeller / A. Broudy // HSB Int., 2002, 50 № 12, — pp.54−55.
- Bugalski, T. Study on Numerical Prediction of Effective Wake Field / T. Bugalski // Proc. of the 10th Numerical Towing Tank Symposium, Hamburg, Germany, 23−25 September, 2007.
- Bujnicki, A. The method of V-shaped segments for calculation of effective wake a brief description and user’s guidance / A. Bujnicki // Det norske Veritas Technical Report No. 830 014. January, 1983.
- Carlton, J. Steering rule development / J. Carlton, N. Rattenbury // Marine Engineers Review, March 2007,-pp. 12−15.
- Chen, H.C. Computational fluid dynamics of four-quadrant marine-propulsor flow / H.C. Chen, F. Stern, JSR, 1999, Vol. 43, No. 4, pp. 218−228.
- Choi, J.-K. Non-Axisymmetric Effective Wake Prediction by Using an Unsteady Three-Dimensional Euler Solver / J.-K. Choi, S.A. Kinnas // Proceedings of the Propeller/Shafting 2000 Symposium, SNAME, Virginia Beach, USA, 20−21 September, 2000.
- Constantinescu, G. Numerical investigation of flow past a rotate spheroid / G. Constantinescu, H. Pasinato, Y.-Q. Wang, J.R. Forsythe, K. Squires // J. Fluid Engnr., 2002, Vol. 124, pp. 904−910.
- Constantinescu, G. LES and DES Investigations of Turbulent Flow over a Sphere at Re=10 000 / G. Constantinescu, K. Squires // Flow, Turbulence and Cobustion, 2003, 70, pp. 267−298.
- Constantinescu, G. Numerical investigations of flow over a sphere in the subcritical and supercritical regimes / G. Constantinescu, K. Squires // Phys. Fluids, 2004, Vol. 16, No. 5, pp 1449−1466.
- Crook, J. Ocean queen building the Queen Mary II / J. Crook // Power Engineer, 2004, vol.18, issue 1, pp. 17−19.
- Dymarski, P. Predictions of the Open Water Propeller Cavitation Using the SOLAGA Solver / P. Dymarski // Proceedings of the 10th Numerical Towing Tank Symposium, Hamburg, Germany, 23−25 September, 2007.
- El Moctar, O. How to Avoid or Minimize of Rudder Cavitation / O. El Moctar // Proceedings of the 10th Numerical Towing Tank Symposium NuTTS'07, Hamburg, Germany, 23−25 September, 2007.
- Ferziger, J.H. Computational Methods for Fluid Dynamics / J.H. Ferziger, M. Peric // Springer-Verlag, 2002, p. 423.
- FLUENT User’s Guide. Fluent Inc., 2006.
- Fureby, G. Large Eddy Simulations of the Flow Around a Square Prism / G. Fureby, G. Tubor, H.G. Weller, A.D. Gasman // AIAA J. 2000. Vol.38. № 3, — pp.442−452.
- Ghassemi, H. A Computational Method for the Analysis of Fluid Flow and Hydrodynamic Performance of Conventional and Podded Propulsion Systems / H. Ghassemi, A. Allievi // Oceanic Engineering International, 1999, 3(1), pp. 101−115.
- Hanninen, S. Recent development of podded propulsion in arctic shipping / S. Hanninen, M. Ojanen, A. Uuskallio, J. Vuorio // Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions, POAC-07, Dalian, China, June 27−30, 2007, pp. 469−481.
- Horner, S.F. Fluid Dynamic Drag / S.F. Horner. Hoerner Fluid Dynamics, 1965.
- Hough, G.R. The Generalized Actuator Disk Theory / G.R. Hough, D.E. Ordway // Developments in Theoretical and Applied Mechanics, Pergamon Press, 1965.
- Hsin, C.-Y. A New Propeller Design Method for the POD Propulsion System / C.-Y. Hsin, S.-K. Chou, W.-C. Chen // Proceedings of the 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, -Fukuoka, Japan, July 8−13, 2002, pp.225−235.
- Huang, T.T. Effective wake: Theory and Experiment / T.T. Huang, N.C. Groves // Proceedings of the 13th Symposium on Naval Hydrodynamics, -Tokyo, Japan, 1980.
- Huang, Zh. Calculations of Flows over Underwater Appended Bodies with High Resolution ENO Schemes / Zh. Huang // CFD Validation 24-th Symposium on Naval Hydrodynamics, -Fukuoka, Japan, 2002, pp. 20−26.
- Jessup, S. Experimental Data For RANS Calculations and Comparisons (DTMB P4119) / S. Jessup // Proceedings of the 22nd ITTC Propulsion Committee Propeller RANS/Panel Workshop., Grenoble, France, 5−6 April 1998, — pp. 70−83.
- Jones, W.P. The prediction of laminarisation with a 2-equation model of turbulence / W.P. Jones, B.E. Launder// Int.J.Heat Mass Transfer. 1972 Vol. 15/- pp.310−314.
- Kawamura, T. Numerical simulation of the flow around self-propelling tanker models / T. Kawamura, H. Miyata, K. Mashimo // Journal of Marine Science and Technology, 2, 1997.
- Kerwin, J.E. The Preliminary Design of Advanced Propulsors / J.E. Kerwin // Proc. P/S'2003 Symposium, SNAME, 2003, VB, USA, pp.2/1−14.
- Kerwin, J.E. A Design Procedure for Marine Vehicles with Integrated Propulsors / J.E. Kerwin, S.D. Black, Т.Е. Taylor, C.L. Warren // Proc. P/S'97 Symposium, SNAME, 1997, VB, USA, pp.21/1−16.
- Kerwin, J.E. A Coupled Vscouse/Potential Flow Design Method for Wake-Adapted, Multistage, Ducted Propulsors Using Generalized Geometry / J.E. Kerwin, D.P. Keenan, S.D. Black, J.G. Diggs // SNAME Trans., 1994, Vol. 102, -pp. 23−56.
- Kerwin, J.E. A Coupled Lifting-Surface Analysis Technique for Marine Propulsors in Steady Flow / J.E. Kerwin, T.E.Taylor, S.D. Black, G.P. McHugh // Proc. P/S'97 Symposium, SNAME, 1997, VB, USA,-pp.20/1−15.
- Kim, S.E. High-Incidence and dynamic pitch-up maneuvering characteristics of a rotate spheroid CFD validation / S.E. Kim, S.H. Rhee, D. Cokljat // 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, 2003, — pp. 609−623.
- Kinnas, S. Numerical Modelling of Podded Propulsors and Rudder Cavitation / S. Kinnas, S. Natarajan, H. Lee, K. Kakar, A. Gupta // Proceedings of the Propellers/Shaffing'2003 Symposium, Virginia Beach, VA, USA, September 17−18, 2003, — pp. (5)1−21.
- Kotapati-Apparao, R.B. Prediction of a Spheroid Undergoing a Pitchup Maneuver / R.B. Kotapati-Apparao, K.D. Squires, J.R. Forsythe // AIAA, 2003, 2003−0269.
- Koushan, K. Experimental and Numerical Investigation of Open Thrusters in Oblique Flow Conditions / K. Koushan, V.I. Krasilnikov // Proceedings of the 27th Symposium on Naval Hydrodynamics, Seoul, Korea, 5−10 October, 2008.
- Krasilnikov, V.I. AKPA-CP-DT (SPA/QSPA) Program for the Analysis of Marine Propulsors (version 5.3) / V.I. Krasilnikov, A.S. Achkinadze, I.E. Stepanov, J. Sun // User’s Manual., MARINTEK, Ship and Ocean Laboratory, 2007.
- Krasilnikov, V.I. Numerical Study on Interaction Effects in the Pod Propulsive System / V.I. Krasilnikov, A. Berg, A.S. Achkinadze, D.V. Ponkratov // Proc. of the International Workshop on Ship Hydrodynamics IWSH'2005, Shanghai, China, — pp 56−67.
- Krasilnikov, V.I. Numerical methods for the design and analysis of marine propulsors / V.I. Krasilnikov, A. Berg // Naval Architect, 2004, Sept, pp. 4−10.
- Lampert, E. Azipull a 21st centrury propulsion concept / E. Lampert // Naval Architect, 2004, July — August, — p. 28.
- Lee, S.-K. A Coupled RANS/VLM Approach for Multi-Component Propulsor Analysis / S.-K. Lee, H.-C. Chen // Proceedings of the Propellers/Shafting'2003 Symposium, Virginia Beach, VA, USA, September 17−18, 2003,-pp. (15)1−19.
- Lubke, L.O. Investigation of a Semi-Balanced Rudder / L.O. Lubke // Proceedings of the 10th Numerical Towing Tank Symposium NuTTS'07, — Hamburg, Germany, 23−25 Sept., 2007.
- Lundh, C. CFD Analisis of Propulsive Coefficients for Pod Propulsion / C. Lundh, N. Wikstrom // Report no. X-98/103, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, Dec. 1998.
- Mathieu, J. An Introduction to Turbulent Flow / J. Mathieu, J. Scott. Cambridge-Univ. Press, 2000.-p.374.100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111.112,
- Menter, F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications /
- F.R. Menter// AIAAJ. 1994. Vol.32. № 8.-pp.1598−1605.
- Menter, F.R. Zonal two equation k-o turbulence models for aerodynamic flows / F.R. Menter // AIAA Paper. 1993. № 93−2906. p. 21.
- Ohashi, K. A Comparative Study of Body Force Models Representing Effects of Contrarotating Propellers / K. Ohashi, N. Hirata, T. Hino // Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects, 105, 2003.
- Oosterhuis, G. Can MARIN build model-size pods for every possible application? /
- G. Oosterhuis. Internal report no. 17 655−5-MR, MARIN, Wageningen, Netherlands, 2003. Oosterhuis, G. Model-scale podded propellers for Maritime research / G. Oosterhuis. Technische Universiteit Eindhoven, — Netherlands, 2006.
- Patel, V.C. Measurement in the thick aximmetric turbulent boundary layer near the tail of a body of revolution / V.C. Patel, A. Nakayama, R. Damian // J. Fluid Mech, 1974, vol. 63/2, -pp. 345−361
- Piomelli, U. Wall-layer models for Large-Eddy Simulations / U. Piomelli, E. Balaras // Annu. Rev. Fluid. Mech., 2002, 34, pp. 349−374.
- Piomelli, U. Large-eddy simulation of turbulent flows / U. Piomelli // Advances in Turbulence Modeling, Lecture Series 1998−05 1998. pp. 1−54.
- Pope, S.B. Turbulent flow / S.B. Pope. Cambridge Uni. Press, 2005, — pp. 771.
- Rains, H. Hydrodynamics of Pod Propulsion / H. Rains // Journal of Hydronautics, 15, 1981, pp. 18−24.
- Scott, E. Azipods move ahead strongly / E. Scott // Naval Architect, 2005, Febr., pp. 36−38. Segercrantz, H. Acquisition consolidates shipbuilding / H. Segercrantz // Maritime Reporter and Engineering news, — New York, 2006 Febr. — pp. 20−21.
- Shih, Т.Н. A new eddy viscosity model for high Reynolds number turbulent flow Model Development and Validation / Т.Н. Shih, W.W. Liou, A. Shabbir, J. Zhu // Computers Fluids, 1995, Vol. 23, 3, — pp. 227−238.
- Simonsen, C.D. RANS Simulation of Esso Osaka With Rudder and a Body-Force Propeller /
- C.D. Simonsen, F. Stern // Journal of Ship Research, Vol.49, No.2, June, 2005.
- Sjostrom, P.-H. The best situation ever in Finnish shipbuilding / P.-H. Sjostrom // The
- Scandinavian shipping gazette, Gothenburg, Sweden, March 24, 2006, — pp. 36−41.
- Smit, F. Analysis of modern icebreaker propulsion concept / F. Smit // Naval Architect, 2002,1. Sept,-pp. 20−25.
- Spalart, P.R. A one-equation turbulence model for aerodynamic flows / P.R. Spalart, S.R. Allmaras // La Rech.Aerospatiale. 1994. Vol.1., pp. 5−21.
- Spalart, P.R. Comments on feasibility of LES for wings and on a hybrid RANS/LES approach / P.R. Spalart, W.H. Jou, M. Strletz, S.R. Allmaras // In Advances in DNS/LES, Columbus, OH: Greyden, 1997,-pp. 137−148.
- Stern, F. Computation of Viscouse Flow Around Propeller-Body Configurations: Series 60 CB=0.6 Ship Model / F. Stern, H.T. Kim, D.H. Zhang, Y. Toda, J. Kerwin, S. Jessup // JSR, Vol.38, No. 2,-pp. 137−157.
- Sung, C.H. Validation of the flow around a turning submarine / C.H. Sung, M.Y. Jiang, B. Rhee, S. Persival, P. Atsavarpranee, I.Y. Koh // 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, 2003,-pp. 669−681.
- Tahara, Y. Comparison of CFD and EFD for KCS Container Ship in With/Without Propeller Conditions / Y. Tahara, J. Ando // In the Proceedings of the Workshop on Numerical Ship Hydrodynamics, Gothenburg, Sweden, September, 2000.
- Thwaites, J. Pulling towards azimuthing systems / J. Thwaites // Int. Tug and Saltage, 2003, 8 № 1, p.12.
- Tinsley, D. In thrust we trust / D. Tinsley // Shipping World and Shipbuilding, 2004, № 4203, -pp. 10−17.
- Togunjac, A. New generation of multipurpose propulsors for sea-going vessels / A. Togunjac, R. Branco // Brodogradja, 1999, 47 № 4, pp. 346−349.
- Travin, A. Detached-eddy simulations past a circular cylinder / A. Travin, M. Shur, M. Strelets, Ph. Spalart // Flow, Turbulence and Combustion, 1999, 63, pp. 293−313.
- Uuskallio, A. Global warming-who needs icebreakers? / A. Uuskallio // The Front Runner, ABB Marine, September 2007, pp. 1−3.
- Varemaki, H. Ice-breaking tanker emerges from Samsung / H. Varemaki // ABS-Activities, September 2007,-p.5.
- Warren, C.L. A Coupled Viscouse/Potential-Flow Method for Prediction of Propulsor-Induced Maneuvering Forces / C.L. Warren, Т.Е. Taylor, J.E. Kerwin // Proc. P/S'2000 Symposium, SNAME, 2000, VB, USA, — pp. 18/1−15.
- Wilcox, D.C. Turbulence Modeling for CFD / D.C. Wilcox, La Canada, California. DWC Industries Inc., 1998,-p. 540.
- Yakhot, V. Renormalization Group Analysis of Turbulence I Basic Theory / V. Yakhot, S.A. Orzag//Journal of scientific Computing. 1986. Vol.1. № 1. -pp.1−51.
- Zhang, D.-H. A Method for Computing Stern Flows with an Operating Propeller / D.-H. Zhang, L. Broberg, L. Larsson, G. Dyne // Transactions of the Royal Institutions of Naval Architects, 1991.