Tìm kiếm
Đang tải khung tìm kiếm
Kết quả 1 đến 1 của 1

    TIẾN SĨ Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy

    D
    dream dream Đang Ngoại tuyến (18495 tài liệu)
    .:: Cộng Tác Viên ::.
  1. Gửi tài liệu
  2. Bình luận
  3. Chia sẻ
  4. Thông tin
  5. Công cụ
  6. Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy

    Luận án tiến sĩ năm 2013
    Đề tài: Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy


    MỤC LỤC
    DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
    Phần mở đầu 1
    Chương 1: Tổng quan 5
    1.1 Tổng quan về hiện tượng xâm thực 5
    1.1.1 Khái niệm 5
    1.1.2 Bản chất vật lý của xâm thực. 6
    1.1.3 Điều kiện xuất hiện xâm thực 7
    1.1.4 Phân loại xâm thực 8
    1.2 Tổng quan về các phương pháp số dự đoán xâm thực 13
    1.2.1 Phương pháp số 13
    1.2.2 Phương pháp mặt nâng 16
    1.2.3 Phương pháp phần tử biên 18
    1.2.4 Phương pháp EULER, RANS và dòng hai pha 23
    1.3 Một số kết quả nghiên cứu về xâm thực thiết bị đẩy tàu thủy 25
    1.4 Phạm vi áp dụng của đề tài 27
    Chương 2: Nghiên cứu, khảo sát dòng chảy bao chân vịt tàu thủy 29
    2.1 Chân vịt và đặc tính làm việc của chân vịt tàu thủy 30
    2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán 32
    2.2.1. Mô tả vấn đề 32
    2.2.2. Phương trình tổng quát về dòng thế 34
    2.2.3. Các điều kiện biên. 35
    2.2.4. Các điều kiện biên bề mặt xâm thực. 37
    2.3. Khảo sát dòng chảy bao chân vịt bằng phương pháp số 45
    2.3.1. Mô hình tính toán 45
    2.3.2. Mô hình hình học và miền tính toán 48
    2.2.3. Kết quả tính toán số 48
    2.4 Kết luận 55
    Chương 3: Nghiên cứu, mô phỏng dòng xâm thực qua chân vịt 56
    3.1 Hiện tượng xâm thực trong thiết bị đẩy 56
    3.2 Nghiên cứu số về mô hình xâm thực 2D 57
    3.2.1 Sử dụng phương pháp LES 57
    3.2.2 Sử dụng phương pháp RANS 65
    3.3 Nghiên cứu số về mô hình xâm thực 3D 75
    3.3.1 Tính toán dòng qua chân vịt tàu thủy 75
    3.3.2 Tính toán dòng qua hệ thống chân vịt – bánh lái 80
    3.4 Kết luận 84
    Chương 4: Khảo sát thực nghiệm đặc tính xâm thực của chân vịt 85
    4.1. Khảo sát các dạng thiết bị phục vụ cho thực nghiệm 85
    4.1.1 Thử nghiệm mặt thoáng 85
    4.1.2 Thử nghiệm thiết bị đẩy 88
    4.1.3 Các thử nghiệm xâm thực 92
    4.2. Xây dựng mô hình thử nghiệm 94
    4.2.1 Đặt vấn đề 94
    4.2.2 Bài toán xây dựng mô hình 95`
    4.3. Phương án thực nghiệm 96
    4.3.1 Giới thiệu phương pháp thực nghiệm 96
    4.3.2 Thiết lập chương trình thực nghiệm 99
    4.3.3 Kếtluận 103
    Kết luận và kiến nghị 104
    TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
    PHỤ LỤC : Code chương trình tính toán số về mô hình xâm thực 2D
    bằng phương pháp LES 109


    LỜI MỞ ĐẦU
    LÝ DO NGHIÊN CỨU, MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
    Khái niệm về xâm thực đã trở thành quen thuộc đối với chuyên môn nghiên cứu
    trong hệ thống thiết bị đẩy. Người đầu tiên quan sát thấy những đốm trắng không phải
    là không khí lọt qua thủy tinh khi nghiên cứu về vòng xoáy (Newton 1704). Như ng
    phải đến khi phát hiện ra sự xuất hiện bọt khí ở chân vịt làm giảm tốc độ của tàu thủy
    (Reynolds 1873, Barnaby và Pasons 1893), các nghiên cứu về sự hình thành của xâm
    thực mới bắt đầu được quan tâm. Năm 1895, tên “Xâm thực – Cavitation’ được các
    nhà khoa học chính thức đặt tên cho hiện tượng xuất hiện các bọt khí hay khoang rỗng
    trong lòng chất lỏng khi có sự suy giảm áp suất cục bộ dưới áp suất hơi bão hòa.
    Hệ thống thiết bị đẩy khi làm việc trong chất lỏng đều có khả năng bị xâm thực.
    Quan sát quá trình xâm thực xảy ra trên cánh dưới dạng tập hợp của nhiều profil có thể
    thấy quá trình xâm thực thông thường như sau: Ban đầu các bọt khí nhỏ xuất hiện ở
    đầu cánh, vùng bọt khí xâm chiếm không đáng kể. Chân vịt tiếp tục quay, các bọt khí
    theo đuổi nhau tách khỏi mặt đầu cánh và lơ lửng trong chất lỏng một thời gian ngắn.
    Khi chân vịt quay với tốc độ giới hạn nhất định hiện tượng sủi bọt có thể bao trùm cả
    mặt hút của cánh và các bọt khí từ đây thoát ra liên tục. Nếu vận tốc quay và vận tốc
    tịnh tiến của chân vịt tăng lên nữa, hiện tượng sủi bọt có khả năng lây sang cả mặt đẩy.
    Khi xâm thực phát triển trong thiết bị dẩy tàu thủy, điều kiện làm việc ổn định
    của thiết bị thường bị phá vỡ gây mất cân bằng, suy giảm hiệu suất và năng suất, gây
    rung động và tiếng ồn. Đặc biệt, hiện tượng ăn mòn xâm thực có thể xảy ra mãnh liệt
    và phá hủy bề mặt chi tiết. Mỗi một dạng thiết bị, một điều kiện làm việc hay chất lỏng
    làm việc khác nhau, xâm thực có thể xảy ra ở cường độ và trạng thái hoàn toàn khác
    nhau. Bài toán xâm thực càng trở nên phức tạp khi có sự ảnh hưởng của nhiệt độ, hàm
    lượng khí khó hòa tan, hoạt chất hóa học, đòi hỏi phải nghiên cứu mang tính liên
    ngành. Sự phong phú, đa dạng và chịu ảnh hưởng nhiều tham số khiến cho việc nghiên
    cứu xâm thực luôn là vấn đề khó khăn và thú vị đối với các nhà khoa học. Mặt khác để
    tiến hành thực nghiệm xâm thực trên hệ thống thiết bị đẩy tàu thủy cần xây dựng giá
    thí nghiệm chuyên dụng, camera quan sát tốc độ cao (triệu ảnh/giây) và các thiết bị đo
    đồng bộ. Do vậy tác giả luận án lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu hiện tượng xâm thực
    bao quanh chân vịt tàu thủy” áp dụng cho các bài toán nghiên cứu điển hình về xâm
    thực trong hệ thống thiết bị đẩy tàu thủy. Phương pháp mô phỏng số động lực học
    dòng chảy được áp dụng trong nghiên cứu, phân tích đặc tính xâm thực.Kết quả lý
    thuyết được kiểm nghiệm bằng kết quả thực nghiệm. Những kết quả của luận án
    hướng tới ứng dụng vào thực tế công nghiệp đóng tàu cũng như xây dựng cơ sở dữ
    liệu về xâm thực cho dạng chân vịt phổ biến ở nước ta.
    Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
    Việc nghiên cứu các hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy có ý nghĩa
    khoa học, ứng dụng vào việc xây dựng cơ sở lý thuyết cho quá trình thiết kế sản phẩm,
    tạo điều kiện thuận lợi cho nhà thiết kế phân tích, lựa chọn chế độ hoạt động của chân
    vịt trong khi thiết kế.
    Kết quả đề tài có ý nghĩa thực tiễn áp dụng cho việc dự báo sự hình thành xâm thực
    trên bề mặt chân vịt, đặc tính về động lực học và đánh giá hiệu suất làm việc tương
    ứng của nó ở một số chế độ vận hành khác nhau. Các nội dung nghiên cứu của đề tài
    góp phần củng cố luận cứ khoa học cho quá trình thiết kế, sử dụng hiệu quả vào khai
    thác tàu.
    Việc ứng dụng tính toán mô phỏng trên máy tính bằng phương pháp tiên tiến cho
    phép tiết kiệm thời gian thiết kế, giảm kinh phí đầu tư cho chế tạo và thử nghiệm.
    ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
    Các chỉ tiêu, thông số động lực học dòng chảy và ảnh hưởng của chúng đến sự
    hình thành xâm thực và các thông số đặc tính của chân vịt là yêu cầu quan trọng trong
    quá trình nghiên cứu,
    Để thực hiện nội dung đề tài, tác giả tập trung nghiên cứu một số vấn đề sau:
     Nghiên cứu về hiện tượng xâm thực xuất hiện khi chân vịt hoạt động.
     Nghiên cứu các phương pháp tính toán số được ứng dụng trong bài toán dòng
    qua chân vịt không xâm thực và có xâm thực.
     Thiết lập các bài toán dòng qua chân vịt bằng các phương pháp khác nhau như
    phương pháp RANS, LES và phương pháp truyền thống trong thiết kế chân vịt
    tàu thủy.
     Thiết lập chương trình thực nghiệm để khảo sát đặc tính xâm thực của chân vịt
    tàu thủy. So sánh kết quả mô phỏng số với thực nghiệm.
    PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
    Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
    Nghiên cứu được thực hiện dựa trên cơ sở lý thuyết cơ học chất lỏng và lý thuyết
    cánh. Tác giả xây dựng mô hình tính toán khác nhau để mô phỏng dòng xâm thực và
    không xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy thông qua phần mềm ANSYS Fluent dựa
    trên nền tảng Computational Fluid Dynamics (CFD) xây dựng đặc tính chân vịt, dự
    đoán, đánh giá xâm thực trên chân vịt và ảnh hưởng của nó đến hiệu suất làm việc của
    chân vịt.
    Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành cho mẫu chân vịt mô hình tại phòng thí
    nghiệm xâm thực chuyên ngành tàu thủy, trường Đại học Đại dương Quốc gia, Đài
    Loan. Kết quả thực nghiệm kiểm chứng cho các bài toán lý thuyết mô phỏng trên.
    BỐ CỤC LUẬN ÁN
    Luận án bao gồm phần mở đầu, phần kết luận-kiến nghị và bốn chương:
    Chương 1.Tổng quan
    Trình bày khái quát về hiện tượng xâm thực, trình bày khái quát về các phương
    pháp số dự đoán xâm thực trên cơ sở thống kê của tổ chức ITTC. Phân tích, đánh giá
    một số công trình nghiên cứu đã có của các tác giả nước ngoài có liên quan đến đề tài
    luận án. Từ đó nêu những vấn đề còn tồn tại và những vấn đề mà luận án tập trung
    nghiên cứu, giải quyết.
    Chương 2.Nghiên cứu, khảo sát dòng chảy bao chân vịt tàu thủy
    Giới thiệu về chân vịt tàu thủy và các thông số đặc tính làm việc của chân vịt.
    Thiết lập cơ sở lý thuyết tính toán để trên cơ sở đó khảo sát dòng chảy qua chân vịt tàu
    thủy bằng phương pháp số. Kết quả của bài toán này sẽ đưa ra những nhận định về khả
    năng làm việc của chân vịt với các chế độ hoạt động khác nhau.
    Chương 3. Nghiên cứu, mô phỏng dòng xâm thực qua chân vịt tàu thủy
    Với việc sử dụng phương pháp LES trong OpenFoam và phương pháp RANS
    trong ANSYS FLUENT để thiết lập bài toán dòng chảy xâm thực bao chân vịt ở dạng
    2D và 3D đã dự đoán được xâm thực hình thành trên cánh chân vịt – bánh lái tàu và
    xây dựng được đặc tính chân vịt tàu theo nồng độ bọt khí trong nước.
    Chương 4. Khảo sát thực nghiệm đặc tính xâm thực chân vịt
    Khảo sát các thiết bị phục vụ cho thực nghiệm trên cơ sở đó tiến hành thiết lập
    phương án và chương trình thực nghiệm bằng phương pháp đánh giá hình ảnh để dự
    đoán xâm thực.


    TÀI LIỆU THAM KHẢO
    TÀI LIỆU TIẾNG ANH
    [1] Final Report and Recommendations to the 22
    nd
    ITTC. “The Specialist Committee
    on Computational Method for Propeller Cavitation”
    [2] E.L. Houghton and P.W.Carpenter. (2003). “Aerodynamics for Engineering
    Students”. Butterworth. Heinemann;
    [3]. Ghasemi, H. Ghadimi, P. (2008). “Computational hydrodynamics analysis of the
    propeller-rudder system”. Ocean Engineering 34, 117-130;
    [4]. Guiherme Nuno Vasconcelos Beleza Vaz (2005). “Modelling of sheet Cavitation
    on Hydrofoil and Marine Propellers using Boundary Element Methods”. ISBN – 1090
    – 9020325 - 7;
    [5] Jie Dang (2000). “Numerical Simulation of Unsteady Partial Cavity Flows”. ISNB
    90-90145052;
    [6] Goran Bark et al. (2004) “Cavitation Erosion on Ship Propellers and Rudders”. 9
    th
    Symposium on Practical Design of Ships and Other Floadting Structures. Germany;
    [7] Yavuz Hakan Ozdemir et al. (2009). “Flowfield Analysis of a Rudder by Using
    Computational Advanced Technologies Symposium”. Turkey;
    [8] Spyros .Kinnas et al. (2003). “Modeling of Unsteady Sheet Cavitation on Marine
    Propeller Blades”. Intenational Journal of Rotating Machinery;
    [9] Jae Moon Han et al. “ Analysis of the Cavitating Flow around the Horn – type
    Rudder in the Race of Propeller”. Jaejon 305-380, KOREA;
    [10]. Padmanabhan Krishnaswamy PhD thesis. (2000). “Flow Modelling for Partially
    Cavitating Hydrofoils”;
    [11]. REPORT_interPhaseChangeFoam, “Solve Cavitating flow around a 2D
    hydrofoil using a user modified version of interPhaseChangeFoam”, Department of
    Shipping and Marine Technology, Chalmers University of Technology;
    [12] Hanseong Lee et al, “Numerical modeling of rudder sheet cavitation cluding
    propeller/rudder interaction and the effects of a tunnel”. Ocean Engineering GroupThe
    University of Texas at Austin, USA.lee@mail.utexas.edu. Fifth International
    Symposium on Cavitation – Osaka, Japan, 11.2003;
    108
    [13] T. Watanabe, T. Kawamura, Y. Takekoshi, M. Maeda, S. H. Rhee, “Simulation of
    steady and unsteady cavitation on a marine propeller using a RANS CFD code”, Fifth
    International Symposium on Cavitation (Cav2003) Osaka, Japan, November 1-4,2003;
    [14] Takafumi Kawamura et al. 2004, “Numerical Simulationof Cavitating Flow
    around a Propeller”, Journal of the Society of Naval Architects of Japan, No.195, 211-219;
    [15] Singhal A.K. et al. 2002, “Mathematical Basis and Validation of the Full
    Cavitation Model, Journal of Fluid Engineering”, Vol. 124, No. 3, 617-624;
    [16] Jear – Pierre FRANC. “Physics and Control of Cavitation”. University of
    Grenoble;
    [17] Transaction B: Mechanical Engineering – scien Tia Iranica. “ Experimental and
    Numerical Inrestigation of Marine propeller Cavitation”;
    [18] Tumas Sipila (2012). “RANS Analysis of Cavitation Propeller Flows”. Techni cal
    editing Anni Repo;
    [19] Yi-Chih Chow (2008). “On the Origin of Fog-Like Micro-Bubble Cluster
    Associated with Cavitating Marine Propellers”. 4
    th
    Asia – Pacific Workshop on Marine
    Hydrodymics. Taipei, June 16-18, 2008.
    [20] “ Ship Hydrodynamics Lecture Notes part 8 propeller – Tests”.
    [21] ANSYS, 2010, FLUENT User’s Manual, Version 13;
    [22] ANSYS, 2010, ICEM CFD User’s Manual, Version 13;
    [23] GAMBIT, 1988-2011, Fluent Inc. User’s Manual, Version 2.4.6.
    TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
    [24] Nguyễn Ánh Thi (2011). “ Tính toán số động lực học lưu chất ứng dụng trong kỹ
    thuật hàng không” – NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh;
    [25]. Trần Công Nghị. (2003). Thiết kế tàu thủy. Nhà xuất bản đại học quốc gia. Thành
    phố Hồ Chí Minh;
    [26]. Phạm Văn Hội, Phan Vĩnh Trị, Hồ Ngọc Tùng. (1986). Sổ tay thiết bị tàu thủy.
    Nhà xuất bản giao thông vận tải. Hà nội;

    Xem Thêm: Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy
    Nội dung trên chỉ thể hiện một phần hoặc nhiều phần trích dẫn. Để có thể xem đầy đủ, chi tiết và đúng định dạng tài liệu, bạn vui lòng tải tài liệu. Hy vọng tài liệu Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy sẽ giúp ích cho bạn.
    #1
  7. Đang tải dữ liệu...

    Chia sẻ link hay nhận ngay tiền thưởng
    Vui lòng Tải xuống để xem tài liệu đầy đủ.

    Gửi bình luận

    ♥ Tải tài liệu

social Thư Viện Tài Liệu

Từ khóa được tìm kiếm

Nobody landed on this page from a search engine, yet!

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
DMCA.com Protection Status