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仿蝠鲼水下航行器前置推进器的布局优化
1
作者 李子程 罗莹莹 +1 位作者 雷梓铧 詹杰民 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2026年第1期52-63,共12页
引入前置推进器作为动力辅助,设计不同前置推进器布局并分析了其对仿蝠鲼水下航行器航行效率的影响。文中采用螺旋桨体积力法与重叠网格技术,对搭载前置推进器的仿蝠鲼水下航行器进行二自由度自航模拟,研究了前置推进器安装位置、角度... 引入前置推进器作为动力辅助,设计不同前置推进器布局并分析了其对仿蝠鲼水下航行器航行效率的影响。文中采用螺旋桨体积力法与重叠网格技术,对搭载前置推进器的仿蝠鲼水下航行器进行二自由度自航模拟,研究了前置推进器安装位置、角度等参数对水下航行器整体水动力性能的影响;同时,对水下航行器启动加速到稳定航行的速度、升力系数、阻力系数、升阻比和俯仰力矩系数以及稳定航行中的速度场、压力场和涡结构进行了分析。研究结果显示,通过优化仿蝠鲼水下航行器的前置推进器的安装位置和角度,可显著提升其航行效率;改变推进器的安装角度可有效提高水下航行器的升阻比和稳定性。 展开更多
关键词 仿蝠鲼水下航行器 前置推进器 体积力法 航行效率
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系列头体的空泡试验研究──初生空泡与发展空泡形态 被引量：24
2
作者 刘桦 朱世权 +2 位作者 何友声 胡天群 郭永崧 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期1-10,共10页
为了掌握空泡形态及空泡水动力特征，为工程设计提供依据，本文对五个典型头体在不同空泡数、不同攻角条件下肩空泡形态特征进行了水洞试验研究，建立了平头系列轴对称体在不同攻角条件下的初生空泡数和发展空泡特征几何参数的工程计算... 为了掌握空泡形态及空泡水动力特征，为工程设计提供依据，本文对五个典型头体在不同空泡数、不同攻角条件下肩空泡形态特征进行了水洞试验研究，建立了平头系列轴对称体在不同攻角条件下的初生空泡数和发展空泡特征几何参数的工程计算公式。 展开更多
关键词 空化 空泡流 空泡形态 船舶 水洞试验
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吊舱式推进器偏转工况下水动力性能 被引量：14
3
作者 熊鹰 盛立 杨勇 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期956-961,共6页
针对吊舱推进器的关键技术,探讨了吊舱推进器在偏转状态下的水动力性能.利用空泡水洞以及吊舱动力仪进行了吊舱推进器在偏转工况下的一系列试验研究,比较分析了不同偏转角下吊舱推进器水动力性能.同时,结合RANS(Reynolds-averagedNavier... 针对吊舱推进器的关键技术,探讨了吊舱推进器在偏转状态下的水动力性能.利用空泡水洞以及吊舱动力仪进行了吊舱推进器在偏转工况下的一系列试验研究,比较分析了不同偏转角下吊舱推进器水动力性能.同时,结合RANS(Reynolds-averagedNavier-Stokes)方程和RNG(Random numbergeneration)k-ε湍流模型,运用滑移网格方法对吊舱推进器在偏转状态下水动力性能进行了数值模拟,并将试验结果和数值结果进行了比较分析.结果表明:偏转角度越大,试验值与计算值偏差越大,尤其是吊舱推进器沿来流方向推力的偏差较大,但总体变化趋势较为一致. 展开更多
关键词 吊舱推进器 水动力性能 空泡水洞 偏转角度 模型试验 数值模拟
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计算流体力学k-ε二方程湍流模型应用研究 被引量：33
4
作者 雷林 王智祥 +1 位作者 孙鹏 聂剑宁 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期5-8,共4页
该文应用k-ε二方程湍流模型对细长体绕流问题进行数值模拟计算,进而比较湍流模型中湍流参数的设置对计算结果的影响.通过模拟计算得到的湍流强度及粘性比的取值范围有较好的适应性.通过对简单二维剖面进行非定常运动计算,说明了湍流模... 该文应用k-ε二方程湍流模型对细长体绕流问题进行数值模拟计算,进而比较湍流模型中湍流参数的设置对计算结果的影响.通过模拟计算得到的湍流强度及粘性比的取值范围有较好的适应性.通过对简单二维剖面进行非定常运动计算,说明了湍流模型参数设置合理,验证了k-ε二方程湍流模型的实用性. 展开更多
关键词 计算流体力学 数值模拟 k-ε模型 湍流强度
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考虑单气泡运动特性的舰船尾流气泡分布研究 被引量：11
5
作者 田恒斗 金良安 +1 位作者 王涌 迟卫 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1126-1130,共5页
为从理论上分析舰船远程尾流中的气泡分布特征,首先研究了单个气泡在远程尾流中的运动特性及影响要素,重点考虑了上浮速度与传质速率这两个相互影响的耦合因素,构建了完整描述远程尾流场中单气泡上浮运动全过程的动态耦合数学模型;进而... 为从理论上分析舰船远程尾流中的气泡分布特征,首先研究了单个气泡在远程尾流中的运动特性及影响要素,重点考虑了上浮速度与传质速率这两个相互影响的耦合因素,构建了完整描述远程尾流场中单气泡上浮运动全过程的动态耦合数学模型;进而利用该模型结合统计分析的思想,提出了一种计算舰船远程尾流场中气泡群整体存留时间、相对数密度和尺度分布变化等重要特征的便捷方法;其计算结果与实验数据吻合良好,表明了该模型和方法的科学性。 展开更多
关键词 流体力学 舰船尾流 气泡分布 单气泡运动 统计分析
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小型高速水洞收缩段的优化设计 被引量：14
6
作者 周刚 汪家道 +1 位作者 陈皓生 陈大融 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第4期513-521,共9页
简要介绍了小型高速水洞收缩段设计的原则,收集对比了几种典型的收缩曲线。利用商业化的计算流体动力学软件—Fluent,结合实例,采用二维轴对称模型对收缩段的长度进行了选择,对不同收缩曲线型面的流场品质进行了对比分析:优化的三次曲线... 简要介绍了小型高速水洞收缩段设计的原则,收集对比了几种典型的收缩曲线。利用商业化的计算流体动力学软件—Fluent,结合实例,采用二维轴对称模型对收缩段的长度进行了选择,对不同收缩曲线型面的流场品质进行了对比分析:优化的三次曲线(n=7、xm=0.4)或Batchelor-Shaw曲线的出口流场均匀性较好,移轴的Witozinsky曲线出口湍流度较小,五次方曲线进出口损失水头较小;采用三维对称模型简单模拟了矩形截面的情况,结果显示其出口截面上的流速和压力等值线近似呈圆形,沿轴向进口和出口附近壁面会出现流速的降低和过冲,角部附近速度分布严重不均匀。 展开更多
关键词 收缩曲线 水洞设计 FLUENT 数值模拟
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喷水推进泵临界空化工况空化流态试验 被引量：17
7
作者 龙云 冯超 +3 位作者 王路逸 王德忠 蔡佑林 朱荣生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1512-1518,共7页
在舰艇空间尺寸的限制下,提高推进器的综合性能是舰船设计的关键。空化是喷水推进泵的主要噪声源和重要设计参数。为降低舰艇的噪声,提高喷水推进泵的空化性能,十分有必要研究空化流动结构演变规律及其对喷水推进泵性能的影响。以某型... 在舰艇空间尺寸的限制下,提高推进器的综合性能是舰船设计的关键。空化是喷水推进泵的主要噪声源和重要设计参数。为降低舰艇的噪声,提高喷水推进泵的空化性能,十分有必要研究空化流动结构演变规律及其对喷水推进泵性能的影响。以某型喷水推进泵为研究对象,采用高速摄像技术开展了喷水推进泵临界空化工况空化流动结构演变规律试验研究。在空化发生和发展过程中,喷水推进泵空化流动结构包括片状空化、云状空化、叶顶间隙空化、叶顶泄漏涡空化和垂直空化涡。试验捕捉了空化演变的物理过程,分析了各空化流动结构对喷水推进泵性能下降的影响。结合数值模拟和前人研究,阐述了空化流动结构形成机理及其对喷水推进泵性能的影响。研究结果为喷水推进泵内的空化现象提供了新的认识,也为空化性能预测方法的研究给予了借鉴和指导。 展开更多
关键词 喷水推进泵 临界空化工况 高速摄像 空化 空化涡结构
原文传递
水下推力矢量特性试验研究 被引量：22
8
作者 王宝寿 许晟 +2 位作者 易淑群 王元虎 朱小敏 《船舶力学》 EI 2000年第5期9-15,共7页
本文介绍了固体火箭发动机水下推力矢量特性试验。通过测量固体火箭发动机水下工作过程中的推力和侧向力 ,研究了扰流片和摆喷管两种推力矢量方式的水下推力矢量特性。对扰流片推力矢量方式 ,获得了推力、侧向力、推力矢量角随发动机喷... 本文介绍了固体火箭发动机水下推力矢量特性试验。通过测量固体火箭发动机水下工作过程中的推力和侧向力 ,研究了扰流片和摆喷管两种推力矢量方式的水下推力矢量特性。对扰流片推力矢量方式 ,获得了推力、侧向力、推力矢量角随发动机喷口堵塞面积比、水深的变化规律。对摆喷管推力矢量方式 ,获得了推力、侧向力、推力矢量角随发动机喷管偏角以及水深的变化规律。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 推力矢量 水下点火 侧向力
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潜体近水面波浪力试验研究 被引量：13
9
作者 冯学知 缪泉明 +1 位作者 蒋强强 蔡大明 《船舶力学》 EI 1997年第2期24-28,共5页
本文介绍了潜体模型近水面波浪力测试试验的方法，给出了试验结果。从一阶波浪力（矩）及平均二阶波浪力的测量分析结果与理论计算结果相比较来看，试验结果令人满意，说明本试验及试验分析方法、程序正确、实用，为今后水面及近水面物... 本文介绍了潜体模型近水面波浪力测试试验的方法，给出了试验结果。从一阶波浪力（矩）及平均二阶波浪力的测量分析结果与理论计算结果相比较来看，试验结果令人满意，说明本试验及试验分析方法、程序正确、实用，为今后水面及近水面物体波浪力测量试验打下了基础。 展开更多
关键词 潜体 近水面 波浪力 模型试验 船舶试验
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基于显式有限元方法的二维楔形刚体入水砰击载荷并行计算预报 被引量：13
10
作者 骆寒冰 吴景健 +1 位作者 王珊 徐慧 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第8期907-914,共8页
局部砰击载荷是在船舶首部结构设计时重点关注的问题。文章基于显式有限元方法,选用任意拉格朗日—欧拉算法(ALE),针对某30°二维楔形刚体入水砰击问题,开展了数值预报工作。针对模型网格密度开展了收敛性分析。数值预报的加速度、... 局部砰击载荷是在船舶首部结构设计时重点关注的问题。文章基于显式有限元方法,选用任意拉格朗日—欧拉算法(ALE),针对某30°二维楔形刚体入水砰击问题,开展了数值预报工作。针对模型网格密度开展了收敛性分析。数值预报的加速度、砰击压力等时域结果与已公开发表的模型实验的结果进行了比较,吻合非常好。鉴于在微机上数值计算时间比较长的问题,文中探讨了并行计算技术在模拟中的应用。 展开更多
关键词 显式有限元 二维楔形体 砰击载荷 并行计算
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深V型滑行艇横摇阻尼的实验确定 被引量：15
11
作者 董文才 黄祥兵 刘志华 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第4期26-29,共4页
对深V型滑行艇模型进行了静水横摇衰减实验和零速正横浪规则波中横摇运动实验,讨论了在处理试验数据时所面临的一些问题;采用分段最小二乘拟合法对静水横摇衰减实验曲线进行光顺,用峰值处理法计算不同横摇角时的横摇阻尼,并进行多项式... 对深V型滑行艇模型进行了静水横摇衰减实验和零速正横浪规则波中横摇运动实验,讨论了在处理试验数据时所面临的一些问题;采用分段最小二乘拟合法对静水横摇衰减实验曲线进行光顺,用峰值处理法计算不同横摇角时的横摇阻尼,并进行多项式回归得到深V型滑行艇横摇阻尼公式. 展开更多
关键词 深V型滑行艇 横摇阻尼 横摇衰减实验 最小二乘拟合法
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矢量喷水推进式水下机器人的建模仿真与验证 被引量：9
12
作者 罗庆生 刘星栋 +3 位作者 弓瑞 彭鲲宇 孙尧 张浩 《应用科技》 CAS 2017年第2期7-14,共8页
为提高小型水下航行器的机动性与可控性,构建了一种基于矢量喷水推进系统的新型多自由度水下机器人。为使该机器人具有理想的运动特性和优异的操控性能,对其进行了理论建模、数值仿真与实验验证。首先建立其运动学和动力学模型,分析多... 为提高小型水下航行器的机动性与可控性,构建了一种基于矢量喷水推进系统的新型多自由度水下机器人。为使该机器人具有理想的运动特性和优异的操控性能,对其进行了理论建模、数值仿真与实验验证。首先建立其运动学和动力学模型,分析多矢量推进作用对机器人运动姿态和航行效果的影响,据此研究机器人多矢量喷水推进协调控制的策略与方法,实现机器人自主升沉、旋转、水平移动等多姿态水中运动。此后,采用MATLAB和ADAMS对所建模型和虚拟样机进行了数值仿真,并且对机器人实物样机进行了水下运动验证实验。仿真分析与实验验证的结果表明,该机器人的运动特性和操控性能符合高机动性和高可控性的设计要求。 展开更多
关键词 多自由度自治水下机器人(AUV) 矢量喷水推进系统 理论建模 MATLAB仿真 ADAMS仿真 实验验证
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水池随车式PIV系统的首次应用 被引量：5
13
作者 程明道 张军 +2 位作者 徐洁 洪方文 赵峰 《船舶力学》 EI 1999年第2期21-30,共10页
本文介绍了国内第一套水池随车PIV试验的设备配置和试用情况，采用一艘水面舰船船模为试验对象，在它的单臂支架和双臂支架区域进行观测试验，并获得了一些可喜的收获，为我国PIV技术的发展积累了经验。
关键词 水面舰船 船模试验 PIV 流态观测 水池
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舰船尾流气泡运动特性研究 被引量：8
14
作者 石晟玮 蒋兴舟 +1 位作者 石敏 王江安 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2007年第5期764-767,共4页
建立了气泡在舰船尾流中浮升运动与径向运动的理论模型,针对不同半径、不同气体成分的气泡进行了数值模拟.计算结果表明:泡内气体成分对于半径较大的气泡无明显影响,而对于半径小于50μm的气泡则会产生显著的变化,甚至可能影响气泡变化... 建立了气泡在舰船尾流中浮升运动与径向运动的理论模型,针对不同半径、不同气体成分的气泡进行了数值模拟.计算结果表明:泡内气体成分对于半径较大的气泡无明显影响,而对于半径小于50μm的气泡则会产生显著的变化,甚至可能影响气泡变化的趋势;半径小于100μm的微小气泡能在尾流中长时间地存在,且随着气泡半径的减小,气泡在尾流中的存在时间呈指数规律增长,这一结论与实验结果具有较好的一致性. 展开更多
关键词 水面舰船 尾流 气泡 气泡运动
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混合式CRP吊舱推进器水动力性能数值模拟及试验 被引量：22
15
作者 盛立 熊鹰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期184-190,共7页
建立混合式CRP吊舱推进器数值模型并置于数值空泡水洞内,结合RANS方程和SST k-ω湍流模型,运用滑移网格方法对混合式CRP吊舱推进器在均匀流场中水动力性能进行了数值模拟,得到了敞水性能预报结果,并分析了混合式CRP推进器的非定常力;同... 建立混合式CRP吊舱推进器数值模型并置于数值空泡水洞内,结合RANS方程和SST k-ω湍流模型,运用滑移网格方法对混合式CRP吊舱推进器在均匀流场中水动力性能进行了数值模拟,得到了敞水性能预报结果,并分析了混合式CRP推进器的非定常力;同时,利用空泡水洞、吊舱动力仪及长轴动力仪对混合式CRP吊舱推进器敞水性能进行了试验研究,通过3组重复性试验表明了试验方法的稳定性;并将3组试验平均值与将数值模拟所得的敞水性能结果进行了比较,彼此吻合较好。结果表明,本文所用试验方法和数值计算方法对吊舱推进器模型敞水特征的预报具有较高的可信度,能达到工程应用要求的要求;和国外学者在空泡水洞内得到的不附带吊舱相同对转桨敞水试验数据进行比较,分析了吊舱对前后桨敞水性能的影响。结果表明,吊舱对前桨的敞水性能基本没有影响,但对后桨的敞水性能影响显著。 展开更多
关键词 混合式CRP吊舱推进器 水动力性能 数值模拟 RANS方程 滑移网格 空泡水洞
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大型空泡水筒中螺旋桨尾流场2D-PIV测量 被引量：4
16
作者 李广年 张国平 +2 位作者 陆林章 洪方文 张军 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第5期682-687,共6页
文章以DTMB P4119桨为研究对象,运用2D-PIV技术,在大型空泡水筒开展均匀来流下螺旋桨尾流场测试研究。介绍了试验设置以及方案,通过对轴平面不同相位下螺旋桨尾流场的测试,分析了梢涡、尾涡的结构,以及梢涡、尾涡在尾流中生成、演化过程... 文章以DTMB P4119桨为研究对象,运用2D-PIV技术,在大型空泡水筒开展均匀来流下螺旋桨尾流场测试研究。介绍了试验设置以及方案,通过对轴平面不同相位下螺旋桨尾流场的测试,分析了梢涡、尾涡的结构,以及梢涡、尾涡在尾流中生成、演化过程,试验还研究了螺旋桨尾流场随进速系数变化产生的变化情况。试验表明,PIV技术用于大型空泡水筒中螺旋桨尾流场测试是可行的。试验所获得的定量信息为螺旋桨尾流场复杂流动现象的揭示提供了帮助。 展开更多
关键词 P1V 螺旋桨 尾流场 梢涡 尾涡
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一种模拟特定畸形波列的相位调制方法（英文） 被引量：6
17
作者 高宁波 张鸿 +2 位作者 杨建民 田新亮 李欣 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1021-1033,共13页
海洋中畸形波能够给船舶与海洋结构物带来巨大危害。准确地模拟特定畸形波列是研究其与结构物相互作用的基础。文章基于商业计算流体动力学软件FLUENT建立了一个数值波浪水池。通过线性聚焦方法给定一个畸形波时历,采用傅里叶分析来求... 海洋中畸形波能够给船舶与海洋结构物带来巨大危害。准确地模拟特定畸形波列是研究其与结构物相互作用的基础。文章基于商业计算流体动力学软件FLUENT建立了一个数值波浪水池。通过线性聚焦方法给定一个畸形波时历,采用傅里叶分析来求解畸形波时历中每一个组成波的波幅和相位,提出了一种相位调制方法来提高模拟精度。将数值结果与物理水槽试验进行了对比,证明该相位调制方法能够显著提高数值模拟精度,展现了研究畸形波与结构物相互作用问题的新前景。 展开更多
关键词 N-S方程 畸形波 相位调制
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新型襟翼舵水动力性能系列试验 被引量：7
18
作者 马向能 朱小敏 +1 位作者 江汉民 沈定安 《船舶力学》 EI 1999年第5期15-26,共12页
本文通过对新型襟翼舵舵模的L9（34）正交试验研究，给出一套包括襟翼舵法向力导数fα、临界攻角α(kp)和法向力系数CN的回归公式，并经9000吨自卸式水泥船新型襟翼舵舵力试验验证，表明计算公式对同类型的襟翼舵是完全适用的。在与普... 本文通过对新型襟翼舵舵模的L9（34）正交试验研究，给出一套包括襟翼舵法向力导数fα、临界攻角α(kp)和法向力系数CN的回归公式，并经9000吨自卸式水泥船新型襟翼舵舵力试验验证，表明计算公式对同类型的襟翼舵是完全适用的。在与普通舵的比较中发现，新型襟翼舵确有升力系数C高，压力中心纵向位置C变化不大等优点。对系列舵模试验结果分析还可以得知，对襟翼舵水动力性能影响最大的是尾弦比亚，展弦比入其次，厚度比δ最小。 展开更多
关键词 襟翼舵 正交试验 尾弦比 水动力 船舶
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大型油船和散货船波激振动及其对结构疲劳寿命的影响 被引量：3
19
作者 杨鹏 顾学康 +2 位作者 丁军 张凡 胡嘉骏 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1320-1329,共10页
通过一艘大型油船和一艘大型散货船在水池中的波激振动模型试验,研究了规则波和不规则波中的船体波激振动现象,利用试验获得的短期海况下的高低频应力数据计算分析了波激振动对实船典型结构疲劳损伤的影响。在此基础上,通过对试验数据... 通过一艘大型油船和一艘大型散货船在水池中的波激振动模型试验,研究了规则波和不规则波中的船体波激振动现象,利用试验获得的短期海况下的高低频应力数据计算分析了波激振动对实船典型结构疲劳损伤的影响。在此基础上,通过对试验数据的规律性研究,提出了一种快速估算短期海况中船体波激振动特征及其对结构疲劳寿命影响的方法。利用该方法,结合几条典型航线的长期海况统计资料,研究了不同航线上船体波激振动对结构疲劳寿命的影响。研究结果认为:大型油船和散货船在压载状态下存在明显的波激振动现象,不同航线上的波激振动强度及其对结构疲劳寿命的影响差别较大;快速估算方法能够合理地评估船体在波激振动下的结构疲劳损伤,具有一定的工程实用价值。 展开更多
关键词 油船 散货船 波激振动 模型试验 疲劳损伤
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减压水池半浸桨空化水动力性能试验技术研究 被引量：4
20
作者 刘希武 倪兵 +3 位作者 赵峰 缪弋 王莉萍 张志荣 《船舶力学》 EI 2001年第1期25-31,共7页
本文介绍了对两个不同剖面形状的库存桨进行常压情况下 ,四次重复性试验及经激光传输系统试验和改变不同浸深比试验的情况。减压情况下 ,通过既改变空泡数又改变浸深比的多方案螺旋桨水动力性能试验来建立和完善半浸桨空化性能试验技术... 本文介绍了对两个不同剖面形状的库存桨进行常压情况下 ,四次重复性试验及经激光传输系统试验和改变不同浸深比试验的情况。减压情况下 ,通过既改变空泡数又改变浸深比的多方案螺旋桨水动力性能试验来建立和完善半浸桨空化性能试验技术。试验研究证明 ,减压拖曳水池及其测力系统 ,信号传输系统和减压设备是能够完成普通桨和半浸桨空化与非空化水动力性能的敞水试验。 展开更多
关键词 空化水动力 试验技术 半浸螺旋桨 减压拖曳水池 船舶
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