孙帅
- 作品数：16 被引量：79H指数：6
- 供职机构：哈尔滨工程大学船舶工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程更多>>
- 四桨船舶螺旋桨轴承力数值预报研究
- 2023年
- 本文基于RANS方法和VOF模型,建立四桨船裸船阻力及自航性能数值预报模型,开展船桨一体数值模拟研究。对比分析内外桨载荷时均值及脉动值的差异,并结合伴流场谐调分析,论述内外桨轴承力差异的原因。研究发现:就载荷均值而言,内桨的轴向载荷分别大于外桨轴向载荷;就载荷脉动值而言,外桨轴向载荷脉动值大于内桨,这是由于桨盘面伴流场各阶谐调分量的差异造成的,在直航工况下,内外桨之间的相互影响较小,相比较而言,外桨工作对内桨性能的影响更大。
- 李想任年鑫孙帅
- 关键词：伴流场
- 基于字典排序方法的螺旋桨优化设计
- 2015年
- 为实现螺旋桨效率在一定的设计进速系数范围内的最佳化,本文以母型桨设计进速周围多个进速点对应的敞水效率为目标函数,以螺距比的径向分布为优化变量,以推力和空泡性能为约束条件建立优化数学模型,基于字典排序方法对优化模型进行求解。得到了优化后的螺旋桨螺距比径向分布,并将优化结果与以设计航速点的螺旋桨效率为目标进行优化后的结果进行对比。结果表明,由于船舶航行时航速的变化,以设计航速点的效率为目标进行螺旋桨优化往往达不到预期的节能效果,需要综合考虑设计航速周围内多个工况点对应的效率。
- 张祥瑞孙帅常欣莫涛
- 关键词：非设计工况
- 水轮机影响域的数值仿真计算
- 2015年
- 运用CFD方法,建立潮流能水轮机分析模型,采用MRF(多参考系)模型和滑移网格技术对水轮机进行水动力性能的模拟计算,验证了CFD方法预报水轮机性能的可靠性。初步总结水轮机在潮流中工作的水动力特性,并计算了水轮机间距对水轮机性能及尾流场的影响。结合Fluent后处理软件Tecplot对计算结果处理分析,得到水平轴水轮机在工作过程中对周围流场的影响。研究发现,当水轮机间距为2D时,水轮机相互影响较小,在水轮机尾后方4D处,速度基本恢复为来流速度。为海上可再生能源试验平台的概念设计提供了参考和指导,为平台总布置设计提供了有意义的理论基础。
- 韩端锋张媛高良田孙帅
- 关键词：CFD混合网格流场分析
- 斜流中螺旋桨非定常水动力性能的数值分析被引量：16
- 2017年
- 斜流是一种相对简单的非均匀来流,其加剧了船艉伴流场的非均匀性,对螺旋桨非定常力非常不利。为了探讨斜流中螺旋桨水动力性能与受力变化的一般规律,本文对DTMB4679螺旋桨斜流中的非定常水动力性能进行计算。计算结果表明:在斜流工况下,桨叶表面压力分布不均匀,是激振力产生的根本原因,并且桨叶表面压力分布不均匀性随进速系数的减小而增大;单片桨叶的受力的脉动幅度随斜流角度的增大而增大;在不同的斜流角度、进速系数下螺旋桨涡结构云图也表现出一定的变化规律。
- 常欣梁宁王超孙帅
- 关键词：螺旋桨非定常水动力性能数值模拟敞水激振力
- 基于悬臂梁法和面元法耦合的桨叶应力分布预报被引量：3
- 2015年
- 为了能够快速而又准确地计算螺旋桨桨叶的应力分布,建立了基于悬臂梁法和面元法耦合的螺旋桨桨叶应力预报方法.桨叶切面上各点的抗弯剖面模数由工程力学中截面特性相关公式求解;桨叶切面所受的弯矩和离心力由离散方法求解.基于FORTRAN语言编译悬臂梁法桨叶应力预报程序,将其与螺旋桨的定常面元法性能预报程序对接.以无侧斜螺旋桨和大侧斜螺旋桨为例,预报桨叶应力分布并与有限元法计算结果进行对比.对比结果表明:两种方法计算得到的螺旋桨桨叶应力分布比较吻合,验证了本文方法的有效性.该方法可嵌入到螺旋桨的理论设计和优化设计过程中,以保证设计桨有足够的强度.
- 叶礼裕王超孙帅孙文林
- 关键词：螺旋桨应力分布
- 考虑非设计工况的螺旋桨优化设计方法被引量：5
- 2015年
- 为提高螺旋桨的性能,研究了考虑非设计工况时螺旋桨效率的优化设计方法。以母型桨设计进速周围多个进速点对应的敞水效率为目标函数,以螺距比的径向分布为优化变量,以推力、扭矩和空泡性能为约束条件建立优化数学模型。通过对不同工况的效率值设置权重并进行加权求和的方法,将多目标优化模型转变为单目标优化模型,利用面元法求解螺旋桨的水动力性能,应用柏利尔商船限界线表达空泡性能,基于简单遗传算法对模型进行求解,得到了优化后的螺旋桨螺距比的径向分布,将考虑非设计工况与考虑设计工况下的优化结果进行了对比。对比结果表明,由于船舶航行时航速的变化,仅考虑设计工况下进行螺旋桨优化往往达不到预期的节能效果,需要综合考虑设计航速周围多个工况点对应的效率。
- 常欣孙帅王超莫涛
- 关键词：优化设计非设计工况简单遗传算法
- 固定叶轮水动力性能数值分析
- 2016年
- 为研究螺旋桨后固定叶轮的节能效果,采用计算流体力学(CFD)方法对螺旋桨与固定叶轮进行仿真模拟。计算域划分为螺旋桨小域、叶轮小域、外部大域等3个区域,三者均采用结构网格。计算域整体为圆柱形区域,与螺旋桨同轴,靠近螺旋桨与叶轮区域网格加密,来流采用均匀流,分别改变进速系数、螺旋桨与叶轮距离以及叶轮叶数等参数,依计算结果选取最优解并按照加法原则划分并在计算过程中增减工况。分析认为:在距离为0.7D、进速系数1.0、叶轮叶数5叶时,节能效果最佳;同等情况下,效率较不加叶轮提高9.46%。
- 况贶孙帅常欣王超
- 关键词：计算流体力学节能螺旋桨
- 船桨舵一体的螺旋桨激振力数值预报分析被引量：15
- 2015年
- 采用混合网格技术,利用RANS方法和VOF模型,对计及自由液面的KCS船桨舵一体系统开展了螺旋桨激振力数值预报分析.对裸船体阻力、自由液面和螺旋桨敞水性能进行了计算,计算结果与试验值吻合良好,验证了计算方法的可行性.对船桨舵一体系统做非定常计算,得到螺旋桨激振力的时域变化曲线,经快速傅里叶变换得到其频谱曲线.分析得出,螺旋桨各类激振力具有相同的脉动频率,均在整数倍叶频处表现出不同程度的峰值,以叶频处为最大,然后逐渐衰减为0.另外由于螺旋桨的右旋和尾流扰动,使右舷测点脉动压力值要大于左舷测点,桨后测点脉动压力值要大于桨前测点.
- 李亮王超孙盛夏孙帅
- 关键词：螺旋桨自由液面伴流
- 浅水效应对螺旋桨轴承力的影响分析被引量：6
- 2020年
- 为了分析浅水条件对螺旋桨轴承力的影响,本文采用RANS方法和VOF模型,对计及自由液面的KCS船桨舵一体系统开展了不同吃水条件下螺旋桨非定常轴承力的数值预报分析。首先计算了深水(h/T=20)工况下的螺旋桨轴承力,通过与试验结果对比,验证了网格划分方法和计算方法的可行性。然后在此基础上进行了不同吃水工况下螺旋桨非定常力计算,监测发现螺旋桨非定常轴承力随时间周期性脉动,浅水条件下螺旋桨轴承力时均值明显大于深水工况。经快速傅里叶变换得到轴承力脉动幅值,分析得出:当h/T<3时,脉动幅值随水深增加迅速减小;当h/T>3时,水深变化对脉动幅值影响较小。
- 孙帅常欣王超张洪雨
- 关键词：螺旋桨自由液面浅水效应
- 紧急倒车模式下螺旋桨诱导环状涡的发展机理被引量：1
- 2020年
- 为了解诱导环状涡的产生机理和发展过程,本文采用有限体积法结合大涡模拟湍流模型,对E1619桨紧急倒车模式下的流场进行仿真计算。经网格和时间步长的收敛性分析,确保结果的可信性,并分析了不同载荷工况下环状涡变形、演化和脱落与其载荷变化。结果表明:紧急倒车模式下螺旋桨的水动力载荷分为极限载荷和平均载荷,极限载荷又可分为重载和轻载;诱导环状涡的结构变形与其外环突起的脱落会改变螺旋桨的水动力载荷;螺旋桨排出流和自由来流的挤压和剪切促使诱导环状涡的形成,而“流场速度脊线”的出现驱动环状涡发生变形和突起脱落。螺旋桨附近流场3个方向(轴向、径向和切向)速度的不同耦合作用是造成环状涡变形、演化和脱落的原因。
- 王超李鹏王文全孙帅
- 关键词：大涡模拟
