螺旋桨脉动压力诱导的船体振动研究.pptx

汇报人：2024-01-18螺旋桨脉动压力诱导的船体振动研究

目录引言螺旋桨脉动压力特性分析船体振动响应特性研究螺旋桨脉动压力与船体振动耦合作用研究实验研究与验证结论与展望

01引言

船体振动对船舶性能的影响船体振动不仅影响船员的生活和工作环境，还会对船舶的导航、通信等系统产生干扰，甚至引发结构疲劳和损坏。研究的必要性深入研究螺旋桨脉动压力诱导的船体振动问题，对于提高船舶的航行安全性、舒适性和经济性具有重要意义。船舶推进系统振动问题螺旋桨脉动压力是引起船舶推进系统振动的主要原因之一，严重影响船舶的航行性能和结构安全。研究背景和意义

国内研究现状01国内在螺旋桨脉动压力诱导船体振动方面的研究起步较晚，但近年来取得了一定进展，主要集中在数值模拟、实验研究和理论分析等方面。国外研究现状02国外在该领域的研究相对成熟，已经形成了较为完善的理论体系和实验方法，取得了一系列重要成果。发展趋势03随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来研究将更加注重多学科交叉融合，综合运用理论分析、数值模拟和实验研究等手段，深入探讨螺旋桨脉动压力诱导船体振动的机理和规律。国内外研究现状及发展趋势

本研究旨在揭示螺旋桨脉动压力诱导船体振动的内在机理，建立相应的数学模型和仿真平台，并通过实验验证模型的准确性和可靠性。研究内容采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，首先建立螺旋桨脉动压力的数学模型，然后运用有限元方法进行船体结构动力学分析，最后通过实验手段验证理论模型和数值模拟结果的正确性。研究方法研究内容和方法

02螺旋桨脉动压力特性分析

螺旋桨旋转产生的周期性力螺旋桨在旋转过程中，由于叶片与流体的相互作用，会产生周期性的力，这些力作用于船体上，引起船体的振动。螺旋桨尾流中的涡旋螺旋桨旋转时，会在其尾流中产生涡旋，这些涡旋在脱落时会形成脉动压力，对船体产生周期性的激励。螺旋桨脉动压力产生机理

脉动压力沿船体纵向分布脉动压力在船体纵向上的分布呈现出一定的规律，通常在螺旋桨附近区域压力波动较大，远离螺旋桨区域压力波动逐渐减小。脉动压力沿船体横向分布脉动压力在船体横向上的分布也呈现出一定的规律，通常在船体中部区域压力波动较大，而在船体两侧区域压力波动较小。脉动压力分布规律

螺旋桨的设计参数如直径、螺距、叶片数等会对脉动压力产生影响。不同的设计参数会导致不同的脉动压力分布和强度。螺旋桨设计参数船体的形状和结构也会对脉动压力产生影响。例如，船体的线型、尾部形状以及结构的刚度等都会对脉动压力的传递和响应产生影响。船体形状和结构流场的特性如流速、流向、湍流度等也会对脉动压力产生影响。不同的流场特性会导致不同的脉动压力分布和强度。流场特性脉动压力影响因素分析

03船体振动响应特性研究

基于结构动力学理论，通过求解船体结构的特征值和特征向量，得到船体的固有频率和振型。模态分析理论采用有限元法、有限差分法等数值方法，对船体结构进行离散化，建立船体结构动力学模型，进而求解模态参数。模态分析方法通过模态试验，如敲击法、激振法等，获取船体结构的实际模态参数，与理论分析结果进行对比验证。模态试验验证船体振动模态分析

船体振动响应计算方法频域分析法将螺旋桨脉动压力视为简谐激励，通过频域传递函数计算船体各点的振动响应。时域分析法考虑螺旋桨脉动压力的时域特性，采用逐步积分法、Newmark法等时域分析方法计算船体的振动响应历程。混合分析法结合频域和时域分析方法的优点，先在频域内求解传递函数，再转换到时域内进行计算，以提高计算效率和精度。

包括脉动压力的频率、幅值、波形等特性，直接影响船体的振动响应。螺旋桨脉动压力特性船体结构特性螺旋桨与船体相互作用航行状态与环境因素如船体刚度、阻尼等结构参数，以及船体型线、结构形式等几何参数，对振动响应有重要影响。螺旋桨旋转产生的尾流场与船体相互作用，导致船体表面的压力分布发生变化，进而影响振动响应。如航速、水深、波浪等航行条件以及温度、湿度等环境因素，都会对船体振动响应产生一定影响。船体振动响应影响因素分析

04螺旋桨脉动压力与船体振动耦合作用研究

123分析螺旋桨旋转过程中产生的非定常水动力，探讨脉动压力的形成原因和传播特性。螺旋桨脉动压力产生机理研究船体在螺旋桨脉动压力作用下的振动响应，包括不同频率、幅值和相位下的振动特性。船体振动响应特性阐述螺旋桨脉动压力与船体振动之间的相互作用关系，探讨耦合作用的物理机制和影响因素。耦合作用机制耦合作用机理分析

03实验验证与模型修正通过实验手段验证数学模型的准确性和可靠性，并根据实验结果对模型进行修正和改进。01数学模型建立基于流体力学和结构动力学理论，建立描述螺旋桨脉动压力与船体振动耦合作用的数学模型。02数值求解方法采用有限元法、边界元法等数值方法，对耦合系统进行离散化和求解，得到系统的动态响