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螺旋桨在船舶推进中的应用研究第一章：概述螺旋桨作为船舶重要的推进装置，其性能直接影响着船舶的能耗、速度、稳定性等方面。
近年来，随着技术不断进步和能源价格的不断攀升，对螺旋桨的研究也日益深入。
本文将着重探讨螺旋桨在船舶推进中的应用研究。
第二章：螺旋桨的原理螺旋桨是一种转动的水翼，在船舶推进中起到重要的作用。
它能将机械能转化为水动能，利用推力推动船只前进。
常用的螺旋桨分为固定螺旋桨和可调螺旋桨两种。
前者的叶片固定，通常安装在干舷后侧的推进器上，适用于速度较慢、推进功率相对较小的船只；后者的叶片可以调整，可以根据不同的速度和船型调整叶片的角度，适用于高速船舶。
第三章：螺旋桨的设计螺旋桨的设计需要考虑多种因素，包括船舶的速度、功率、航行深度、船型等。
其中，螺旋桨的叶片形状和叶片数量对其性能有着至关重要的影响。
现代的设计工具可以通过模拟和试验，优化螺旋桨的设计，更好地满足实际需求。
此外，在螺旋桨的制造和维护过程中，也需要考虑到材料的选用、加工工艺、检测技术等因素。
第四章：螺旋桨的改进与创新在螺旋桨的应用研究中，改进和创新是不可或缺的一部分。
例如，船只在运行过程中，船体周围会形成水泡，来自螺旋桨的气泡会降低螺旋桨的效率。
而通过改进螺旋桨的叶片形状和角度，可以减少水泡和气泡的影响，提高螺旋桨的效率。
此外，部分研究者通过改变螺旋桨叶片的材料和形状，使其可以在将来的高速、大型船只中应用，具有充分的市场前景。
第五章：结论螺旋桨在船舶推进中的应用研究是一个复杂的课题。
通过对其原理、设计、改进和创新的探讨，可以更好地理解螺旋桨在实际应用中的作用，并持续提高其在船舶工业中的应用水平。
同时，还需要根据不同的船舶和推进需求，选择不同类型的螺旋桨，以确保船舶的顺畅航行，提高运行效率。
船用螺旋桨设计与优化技术研究船用螺旋桨的设计与优化技术是船舶工程领域中的重要研究内容。
船用螺旋桨是推动船舶前进的关键设备，其设计的好坏直接影响到船舶的航行性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨设计的基本原理、设计过程以及优化技术等方面进行详细阐述。
一、螺旋桨设计的基本原理船用螺旋桨的基本原理是通过螺旋桨叶片的转动产生的水流与船体相互作用，产生推力将船体推动前进。
根据流体动力学原理，螺旋桨的叶片设计应满足最大化推力、最小化振动和噪声以及最高效能的要求。
螺旋桨一般由叶片、母体以及杆连接组成。
叶片的设计关键包括叶型的选择、叶片的几何参数（如子翼比、展弦比等）、叶片面积分布等。
母体的设计关键包括母体的形状和强度。
杆的设计关键是杆的直径和材料的选择。
二、螺旋桨设计的基本过程螺旋桨的设计过程包括初步设计、中间设计和最终设计三个阶段。
1. 初步设计阶段：根据船舶的工况要求和基本参数，确定螺旋桨的直径、叶片数、种类以及安装位置。
同时，进行一些基本的叶片几何参数的估算，如叶片的展弦比、子翼比、弯曲强度等。
2. 中间设计阶段：根据初步设计结果，通过一系列的流场计算和性能试验来进一步优化螺旋桨的叶片几何参数。
此阶段的重点是确定叶片的几何参数，如叶片的弯曲角、扭曲角以及叶片的厚度分布等。
3. 最终设计阶段：根据中间设计结果，进行最终的螺旋桨设计，包括叶片的细化设计、母体的优化和杆的设计等。
在此阶段，通常需要进行大量的流场计算和模型试验来验证和优化设计结果。
三、螺旋桨设计的优化技术螺旋桨的设计优化是为了在满足船舶工况要求的前提下，进一步提高推力效率和减小振动和噪声。
常用的螺旋桨设计优化技术包括参数化模型优化、流场计算优化、进化算法优化等。
1. 参数化模型优化：通过建立螺旋桨的参数化模型，将螺旋桨的几何参数与推力效率进行关联，然后利用数值方法进行优化计算，寻找使得推力效率最大化的最优参数组合。
2. 流场计算优化：运用计算流体力学（CFD）方法对螺旋桨的水流场进行数值模拟，以评估螺旋桨的性能。
船舶驱动系统螺旋桨水动力学和推进效率船舶驱动系统中的螺旋桨是推动船舶前进的关键部件，其水动力学和推进效率直接影响到船舶的性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨的水动力学原理、螺旋桨的设计与优化以及推进效率的提高等方面进行论述。
一、螺旋桨的水动力学原理螺旋桨是通过利用船舶上的动力来产生推力，进而推动船舶前进。
其工作原理是基于流体力学的一系列原理与方程。
螺旋桨在水中旋转时，会对周围的水流产生扰动，扰动会引起水流的变化，从而产生推力。
螺旋桨的推力主要通过两部分来实现：一是反作用力，即推进物体（船舶）时的力的反作用；二是动压力，即螺旋桨叶片的旋转将周围的水流加速带动起来，形成一个水流的后向压强。
螺旋桨的推力大小与旋转速度、叶片数目、叶片形状、叶片的攻角、桨距等因素有关。
合理地设计这些参数可以提高螺旋桨的推进效率。
二、螺旋桨的设计与优化螺旋桨的设计与优化是提高推进效率的关键。
通过科学合理地设计螺旋桨的叶片形状、旋转速度、攻角等参数，可以使螺旋桨尽可能地利用动力将水流转化为推力，并降低能量损失。
在螺旋桨的设计过程中，需要考虑以下几个因素：1. 叶片形状：螺旋桨的叶片形状对推力的产生和水动力性能有着重要影响。
通常采用的叶片形状有固定式、可调式和可变式等，根据船舶的使用需求选择合适的叶片形状。
2. 叶片角度：叶片角度也称攻角，是指叶片相对于进流方向的偏角。
不同的叶片角度对螺旋桨的推力和效率有不同的影响。
合理选择叶片角度可以提高螺旋桨的推进效率。
3. 桨距：桨距是指螺旋桨上相邻两个叶片之间的距离。
合理选择桨距可以使螺旋桨在转动时形成合适的水流，提高推进效率。
4. 螺旋桨的旋转速度：螺旋桨的旋转速度对船舶的速度和推进效率有直接影响。
适当调整螺旋桨的旋转速度可以使船舶在不同工况下获得最佳的性能和经济效益。
三、推进效率的提高推进效率是指船舶单位动力产生的推进力与单位能源消耗之间的比值。
提高推进效率可以降低船舶的能源消耗，减少对环境的污染。
螺旋桨水动力性能研究进展螺旋桨是船舶主要的推进装置，其水动力性能对船舶的燃油效率、航行速度、稳性等方面有重要影响。
因此，对螺旋桨的水动力性能进行研究一直是船舶学界的重要课题。
本文将介绍螺旋桨水动力性能研究的进展。
首先，利用数值模拟方法对螺旋桨的水动力性能进行研究已经成为一种常见的方法。
数值模拟方法可以模拟螺旋桨在不同荷载下的流场分布和力学特性，通过计算机模拟可以得到螺旋桨的性能参数，如推力、扭矩等。
近年来，人工智能技术的发展，特别是深度学习技术的应用，在螺旋桨水动力性能研究中也有不少应用。
例如，利用深度学习技术对螺旋桨的稳定性进行预测，能够更加准确地预测螺旋桨的运行情况，从而优化船舶的设计和运营管理。
其次，螺旋桨的气体影响是影响其水动力性能的一个重要因素。
螺旋桨在运行时产生的气泡和旋涡会对流场分布和力学特性产生影响。
为了更好地理解气体影响对螺旋桨性能的影响，研究人员开展了大量的实验研究。
例如，一些学者利用高速相机记录螺旋桨在水下运行时产生的气泡运动轨迹，通过分析气泡对螺旋桨的影响，进一步认识了螺旋桨的水动力性能。
此外，还有一些研究聚焦于改进螺旋桨的设计。
例如，利用三维打印技术制造具有不同形状的螺旋桨，能够更加准确地控制其流场分布和力学特性，从而进一步提升其水动力性能。
当前，螺旋桨水动力性能研究还面临着一些挑战和问题。
例如，螺旋桨的复杂几何形状和运行条件使得数值模拟有时候难以准确预测其水动力性能。
此外，在实验研究中，螺旋桨运行时产生的气泡等对实验结果的精度也会产生一定的影响。
总体来看，螺旋桨水动力性能研究已经取得了一定的进展，这些研究为优化螺旋桨设计、提高船舶水动力性能等方面提供了一定的理论基础和技术支持。
未来，我们可以通过不断地深入研究和创新，进一步提升螺旋桨的水动力性能，为航行安全和经济效益做出更大的贡献。
本篇文章将列举一些航运行业的相关数据并进行分析，从中我们可以看出航运行业的当前状态，以及未来可能的趋势和发展方向。
一加速问题分析图1 为主机负荷曲线图。
图1 主机负荷曲线图当船舶在恶劣海况下航行时，螺旋桨将变“重”。
此时螺旋桨运行曲线会左移，与主机扭矩限制曲线有个交点，主机转速开始受到扭矩的限制。
该交点可近似看作该重载情况下主机所能达到的最大功率和转速。
随着螺旋桨越来越“重”，该交点逐渐向低转速区域移动，功率越来越低。
若螺旋桨转速小于或接近常规运行要求的半速（Half Speed），接近甚至落到BSR 内，则船舶将出现加速问题及通过BSR的时间过长的问题。
为便于分析，将航速为0时（系泊状态）的螺旋桨曲线作为极端重载的情况，并引入BSR 功率裕度的概念。
图1中BSR功率裕度用BSR上限转速在扭矩限制曲线上对应的功率与重载曲线上对应的功率差的百分比表示。
对于特定船型，BSR 功率裕度越大，主机加速通过BSR的时间越短。
图2 132000dwt超大型油船（VLCC）主机负荷曲线图图2为某132000dwt超大型油船（VLCC）主机负荷曲线图，BSR 功率裕度为38%，快速通过BSR 的时间为7s。
图3 225000dwt超大型矿砂船（VLOC）主机负荷曲线图图3某225000dwt超大型矿砂船（VLOC）主机负荷曲线图，BSR 功率裕度接近0%，需要长达7min才能通过BSR。
当前对于BSR功率裕度并没有明确的推荐值，船舶设计人员可对比实际运营之后具有良好加速性能和操纵性能的船型的BSR功率裕度来指导类似船型的设计开发。
BSR功率裕度的计算式可表示为：式中：L=1+LRM；H=1-HRM；n为BSR上限转速与此同时S.MCR 点的转速；HRM为图1中系泊螺旋桨曲线与轻螺旋桨设计曲线的差值，可由螺旋桨厂家提供，根据经验一般为15%~20%。
LRM（Light Running Margin）为轻螺旋桨裕度。
从式中不难看出，要提高BSR 功率裕度，有降低BSR上限、提高LRM和增大主机输出扭矩能力等3种方法。
下面分别从这3个方面进行具体分析。
文章编号:100121684(2001)03233203收稿日期:2001203220作者简介:王世铮(19642),男,学士,讲师推船采用可调桨有关问题探讨王世铮(中国长江轮船集团公司职工大学,武汉,430062)摘 要:通过对2000kW 推船产生问题的分析,提出了几种解决问题的途径,对各种方法进行了综合分析,认为采用可调螺距螺旋桨在技术上是可行的,经济上也是划算的。
关键词:推进装置;可调螺距螺旋桨;工况;机桨匹配中图分类号:U664.33 文献标识码:AAbstract :This paper provides s ome methods to the problemshappened in a 2000kW pusher boat after analyzing ,and draws a conclusion that adopting adjustable propeller is feasible and economical.K ey w ords :adjustable propeller ;power plant ;condition ;matching1 前言该船推进系统的型式为:两台主机(主机型号:MAN/B&W -8L23/30)通过高弹联轴节经减速齿轮箱带动尾轴及定距导管桨,采用襟翼正车舵。
该船实际运行中进行顶推14000t 船队测试时,主机100%负荷,转速为820～825r/min (额定转速为825r/min ),可见螺旋桨负荷稍有些偏重。
当全回转时,主机负荷100%,舵角30°,主机转速下降到660r/min ,增压器喘振严重,声如气锤;气缸排烟温度平均升高50℃左右,处于严重超负荷。
[1]经分析这主要是由于船、机、桨匹配不合理所造成的。
对于船、机、桨不匹配问题,可以通过这样几条途径加以解决:1)采用定距桨,增大功率储备或进行螺旋桨设计工况最优选择。
智，focus42近年来，船舶营运数据的重要性得到了广泛的认同，越来越多的船东已经或计划安装智能系统，逐渐实现船舶的数字化。
然而数据本身并不具备价值，需通过数据分析，获取数字领域的知识并加以应用，才能带来实实在在的价值，帮助船舶更安全、更经济地航行。
数据服务的应用目前阶段，分析营运数据的主要目的是为了帮助船舶提升安全性、经济性。
主要应用领域有：营运监测与船队管理，作业性、适航性预测，性能分析与优化，视情运维，货物管理等等。
营运监测与船队管理通过船岸通信，在岸端接收航行系统与自动化系统的实时数据，可以复现整个航行过程，并能根据实时能效指标的计算以及报警情况的分析，评价船员操作的合理性，方便船东公司进行船队管理。
通过大量船舶营运数据的比较和分析，还能提取同等工况下最合理的操作方式，供船员参考。
特别是同类型姐妹船做的横向对比，■ 高文 汤瑾璟 秦尧船舶营运数据的应用与展望本文将介绍船舶营运数据的一些应用场景，并对未来船舶营运数据服务的发展做出展望。
能引领航运新时代上图为某船单个航次的报警情况，船东希望通过回传的数据对船上的报警情况进行深度监控。
为了实现这一目标，首先通过可视化将沿航线的报警情况进行复现，在分析了各航段重要报警和高频报警的触发原因后，根据报警信息提取设备的健康状况以及船员的操作习惯，从而排查出船队在航行过程中存在的安全隐患，并给出相应的操作优化建议，帮助船东提升船舶营运的安全性。
而根据对重要报警处置快速性的分析以及同航次、姐妹船的报警数量对比，还可以提升船队管理的精细化水平。
案例一：深度监控微博：微信：网址：信箱：43Maritime China 中国远洋海运/u/2818807271中国远洋海运e刊macn95@ 可以更加直观地反映船队的航行状态。
相关实践参见案例一。
作业性、适航性预测基于海洋环境预报，以及船舶实时采集的气象和航行数据，获取目标海域的海况，进而对船舶未来作业以及航行的状态进行预估，提升船舶营运的安全性与经济性。
机电与装置王鹏印，等：船舶主机快速通过转速禁区的方法及计算验证2022年·第1期·总第196期DOI:10.19423/ki.31-1561/u.2022.01.085船舶主机快速通过转速禁区的方法及计算验证王鹏印 杨述闯 王 旭（大连船舶重工集团设计研究院有限公司 大连116021）［摘 要］受全球气候变暖、资源危机、贸易保护主义影响，节能降耗、转型升级、创新发展是船舶行业发展的必经之路。
国际海事组织IMO推出了船舶能效设计指数EEDI并于2013年1月1日正式生效［1］。
该法案的生效对于船舶主机功率点的选择产生了较大影响，运营方纷纷选择主机降功率使用以满足EEDI要求。
然而主机在降功率使用的情况下，加速性能显著降低，无法快速通过转速禁区，使船舶轴系的安全性产生了巨大的隐患。
该文在对转速禁区内主机加速性能下降的现象进行了理论分析，并从主机控制系统、螺旋桨设计、轴系设计等方向寻求解决方法，最后用计算结果进行验证，使船舶在安全稳定运行的同时能满足各船级社规范要求。
［关键词］船舶主机；转速禁区；加速性能；主机控制系统［中图分类号］U664.81 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2022）01-0085-08Method and Calculation Verifi cation for Quick Pass ofShip Main Engine Through Barred Speed RangeWANG Pengyin YANG Shuchuang WANG Xu(DSIC Design & Research Institute Dalian Co., Ltd., Dalian 116021, China)Abstract: Affected by the global warming, resource crisis and trade protectionism, energy conservation and consumption reduction, transformation and upgrading, and innovation and development are the only way for the development of the shipping industry. The International Maritime Organization (IMO) launched the ship energy effi ciency design index (EEDI), which came into effect on January 1, 2013. The entry into force of this resolution has a large impact on the selection of the power point of the ship main engine. Operators have chosen to reduce the power of the main engine to meet the EEDI requirements. However, the acceleration performance of the main engine will be significantly reduced when it is operated with the reduced power. Therefore, the barred speed range (BSR) cannot be passed through quickly, resulting the great threat to the safety of the shafting. A theoretical analysis of the decrease of the acceleration performance has been carried out for the main engine at the BSR to fi nd solutions from the main engine control system, propeller design and shafting design. The results are fi nally verifi ed with the calculated results that the ship can meet the requirements of the various classifi cation societies while operating safely and stably.Keywords: ship main engine; barred speed range (BSR); acceleration performance; main engine control system收稿日期：2021-02-05；修回日期：2021-03-17作者简介：王鹏印（1987-），男，本科，高级工程师。
船舶螺旋桨技术的最新进展与优化方案随着航运业的发展，船舶螺旋桨技术也在不断演进和进步。
本文将介绍船舶螺旋桨技术的最新进展和优化方案，以助于提高船舶性能和能源效率。
一、船舶螺旋桨技术的最新进展1. 利用计算流体力学(CFD)仿真模拟的应用计算流体力学是一种模拟流体运动和传热的数值计算方法，在船舶螺旋桨设计中起到了重要的作用。
通过使用CFD仿真模拟，设计人员可以预测船舶螺旋桨在水中的工作情况，从而对其进行优化。
这一技术的使用可以减少试验和改进周期，提高设计效率和成本效益。
2. 利用复合材料的应用传统的船舶螺旋桨通常使用铸铁或铜合金等金属材料制造，随着复合材料的发展，船舶螺旋桨也开始应用于复合材料制造。
复合材料螺旋桨具有更高的强度和更轻的重量，可以降低船舶的燃油消耗，提高航行速度和效率。
3. 螺旋桨翼型的优化设计船舶螺旋桨的翼型设计对于提高推进效率和减小噪音有重要影响。
近年来，研究人员通过优化螺旋桨的翼型设计，使得螺旋桨在水中工作时产生更小的湍流和阻力，从而提高推进效率和降低噪音。
二、船舶螺旋桨技术的优化方案1. 提高螺旋桨的材料和制造工艺船舶螺旋桨的材料和制造工艺对其性能有着直接的影响。
选择轻质、高强度的材料，并采用先进的制造工艺，可以提高螺旋桨的耐久性和抗腐蚀能力，同时降低螺旋桨的重量。
2. 优化螺旋桨的几何参数螺旋桨的几何参数是影响其推力和效率的重要因素。
通过调整螺旋桨的叶片数、叶片扭角、直径等几何参数，可以使螺旋桨在水中的工作更加有效，提高推进效率。
3. 运用可变螺距技术可变螺距技术可以根据船舶的速度和荷载情况自动调整螺旋桨的螺距，以提供最佳的推力和效率。
这一技术可以在不同工况下最大程度地利用螺旋桨的性能，提高船舶的能源利用效率。
4. 采用多螺旋桨系统多螺旋桨系统是一种将多个螺旋桨安装在船舶上的技术，通过相互配合和协同工作，可以提供更强的推力和精确的控制能力。
这种系统适用于大型船舶或需要高机动性的船只，可以显著提高船舶的操纵性和效率。
