Создание системы расчетных методов для проектирования новых типов движительных комплексов современных судов

• Автор: Яковлев, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 347 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ДВИЖИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И СПОСОБЫ ИХ РЕШЕНИЯ

§1.1 РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

§ 1.2 Актуальные проблемы проектирования поворотных колонок

§1.3 Проблемы применения соосных ГВ в рамках новой концепции

СИРОП

§1.4 Проблемы разработки движителей с насадками в зависимости от

ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

§1.5 Создание комплекса расчетных методов для исследования и ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ
§1.6 Структура диссертации и основные положения, выносимые на
ЗАЩИТУ
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ГРАНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ - ОСНОВНОЙ ИНСТРУМЕНТ РАСЧЕТА ДВИЖИТЕЛЕЙ
§ 2.1 История и основные направления развития методов расчета
невязкой жидкости
§2.2 Основные положения новых методов граничных элементов
§2.3 Новый подход к разработке методов граничных элементов
высокого порядка
§2.4 Применение нового метода для решения «плоских задач»
§2.5 Метод граничных элементов для осесимметричных те л - нов ая интерпретация известного ПОДХОДА

ГЛАВА З ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕСКОЛЬКИХ ЛОПАСТНЫХ СИСТЕМ И ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ИМ НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ЭФФЕКТЫ
§3.1 История и современное состояние проблемы
§3.2Теоре™ческоеисследованиеггульсацийсилимоментовна ‘' *
взаимодействующих ЛС
§3.3 Метод расчета нестационарного взаимодействия ЛС

§3.4 Исследование взаимодействия ЛС и возникающих при этом нестаци
ОНАРНЫХ ЭФФЕКТОВ

ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ ВИХРЕВЫХ ПЕЛЕН ЗА ЛОПАСТЯМИ ЛС
§4.1 История и современное состояние проблемы
§4.2 Нелинейный метод расчета формы вихревых пелен и особенностей
поведения ПСВ за ГВ
§4.3 Разработка упрощенных моделей вихревых пелен
§4.4 экспериментальные исследования формы концевых вихрей в составе движительных комплексов
ГЛАВА 5 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА НЕПРОЕКТНЫХ РЕЖИМАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
§ 5.1 Состояние проблемы и обоснование используемых принципов
расчета
§5.2 Основные принципы расчета вязких эффектов, возникающих при
работе движителей на непроектных режимах эксплуатации
§5.3 Метод расчета сил на ГВ, работающем на непроектном режиме в скошенном потоке
§ 5.4 Методрасчета сил действующих на поворотной колонке без учета
РАБОТЫ ГВ
§5.5 МЕТОД РАСЧЕТА СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВОРОТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
§ 6.1МЕТОДЫ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК ПОВОРОТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛОНОК
§ 6.2МЕТОД РАСЧЕТА И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖИТЕЛЕЙ С ГВ
ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ВРАЩЕНИЯ
§ 6.ЗПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ДВИЖИТЕЛЕЙ В НАСАДКЕ
§6.4ПОВЕРОЧНЫЙРАСЧЕТГВНАРАЗЛИЧНЫХРЕЖИМАХ РАБОТЫ
ГЛАВА 7 ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ДВИЖИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
§ 7.1 Методика проектирования движижиьных комплексов
§ 7.2 Выбор базовых геометрических характеристик движителей в насадке
§ 7.3 Метод прямой оптимизации для проектирования лопастных систем ДВИЖИТЕЛЬНЫХ комплексов
§ 7.4 Оптимизация водозаборников судовых движителей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

3-х мерных, плоских и осесимметричных тел, расчет форм вихревых пелен, учет отрывного обтекания, классическим примером нелинейного подхода является метод Папмеля, который используется в данной работе для решения ряда специфических задач.
Применение единого подхода к разработке системы расчетных методов позволяет
• Существенно сократить временные затраты на разработку расчетных методов
• Сосредоточить основные усилия на решении отдельных научных задач, а не на их перевязке друг с другом
• Быстро реагировать на запросы разработчиков и заказчиков движителей, в части изменения компоновки движительного комплекса
• Использовать программные продукты разного уровня, разработанные в разных средах программирования и в случае необходимости разными разработчиками.
Структура комплекса расчетных методов
Разработанный комплекс расчетных методов включает в себя: 1) базовые исследовательские численные методы для решения задач гидродинамики, 2) методы расчета движительных комплексов различных типов, построенные на основе сформулированных выше принципов. Структура комплекса, взаимосвязи входящих в него расчетных методов и направления их практического применения схематично представлены на рис. 1.4.
Группа исследовательских методов численной гидродинамики включает в себя ряд подгрупп. В первую очередь это общие методы расчета течений невязкой жидкости. Среди них выделяются панельный метод высокого уровня, включающий плоский и трехмерный варианты и осесимметричный панельный метод, представленные в гл. 2. Кроме того, в работе применяется ряд упрощенных методов, описание которых приводится в соответствующих разделах, а также использованы методы других авторов, в частности метод несущей поверхности, разработанный Л. А. Мухиной, для этих методов приводятся ссылки на соответствующие публикации.