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螺旋槳激振力
鎖定
- 中文名
- 螺旋槳激振力
- 外文名
- propeller exciting forces
- 實 質
- 螺旋槳傳遞給船體的週期性力
- 分 類
- 軸承力和表面力
- 確定方法
- 模型試驗、經驗公式、理論計算
- 減小措施
- 改變船型、增加螺旋葉數
螺旋槳激振力簡介
螺旋槳的激振力分為軸承力和表面力。軸承力是由於螺旋槳葉片在不均勻流暢中產生的變化的升力所致,主要是通過螺旋槳軸傳遞到船體結構上。軸承力由6個分量組成(推力、橫向水平力、垂向力、 橫向水扭矩、水平力矩和橫向力矩)。表面力是由於螺旋槳葉片在流場中旋轉時,葉片相對 橫向船體的位置變化而引起附近流場壓力變化,傳遞並作用在船尾外板上的脈動水壓力。
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螺旋槳激振力螺旋槳激振力組成
螺旋槳激振力包含以下兩部分:
螺旋槳激振力軸頻激振力
螺旋槳激振力葉頻激振力
螺旋槳激振力螺旋槳激振力及空泡
對海洋運輸船而言,螺旋槳的空泡現象對軸承力並無影響,僅對錶面力影響較大。高橋、休茲等人對此作了研究,並得出如下結論:
(1)在定常的空泡中,脈動水壓力變化不大。
(2)在不均勻流場中,由於非定常空泡的作用,而使脈動水壓力顯著增加。
(3)有空泡時,在船體表面上各點水壓力幾乎沒有相位差,而且變化規律相同。
(4)由空泡引起的脈動水壓力的增加率,對葉片數越多的螺旋槳就越明顯。因此,在有空泡時用增加螺旋槳葉片數來減小脈動水壓力的辦法不能取得效果。
螺旋槳激振力減少螺旋槳激振力的措施
減少螺旋槳的激振力的措施主要有:
①改進船舶尾部形態,使流人螺旋槳的速度(伴流分佈)均勻。瑞典海運研究中心對油船和集裝箱船的水池模型試驗結果表明:採用球艉及開式艉可使伴流分佈均勻,螺旋槳脈動壓力大幅下降。但是,也有因為與原船形的船尾流場不匹配,產生相反效果的情況。
②採用大側斜螺旋槳
採用大側斜螺旋槳也是減少螺旋槳激振力的一個重要措施。這種螺旋槳可比普通螺旋槳的激振降低50%~75%,作用在螺旋槳上方的,船體表面脈動壓力降低30%,當螺旋槳側斜角增大時,作用更為顯著。
③增加螺旋槳葉數
研究發現:螺旋槳本身的各個特徵參數中影響激振力最大的是葉數。荷蘭船模試驗池的系列模型試驗結果表明,隨槳葉數的增加,螺旋槳脈動壓力顯著減少。而對高速客船增加螺旋槳葉數還是降低噪音的一種有效辦法。