基于MPS的船舶减速器能耗研究与仿真分析

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:awenqqw123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
船舶减速器作为船舶传动系统的关键组成部件,其功率损失已不可避免,成为传动系统必须考虑的一项指标,航行过程中产生的功率损失高低将会直接影响船舶整体的能耗以及零部件的使用寿命,而齿轮搅油功率损失在整个减速器功率损失中所占的比重最大,相关实验验证高速工况下搅油功耗约占减速器总功耗的50%左右。因此,掌握船舶减速器能耗规律对船舶整体能耗具有重要的意义。然而渐开线少齿数齿轮的传动结构紧凑、质量较轻并且传动比较大,据研究少齿数齿轮的传动效率也较大,但由于现如今少齿数齿轮的理论研究还比较少,且现在涉及的资料也有限并对于少齿数齿轮的实物的研究也有限,所以本文以少齿数齿轮(齿数为2)船舶减速器为研究对象,结合数学模型及物理模型进行能耗特性分析,基于移动粒子半隐法(Moving Particle Semi-implicit method,MPS)设置12种不同工况下的船舶减速器齿轮搅油润滑仿真模型,通过仿真结果分析其齿轮搅油润滑特性及功耗损失情况,同时结合动力学仿真分析润滑油粒子在搅拌过程中对减速器壁面压力的变化。主要研究过程如下:首先对少齿数船舶减速器斜齿轮进行齿轮传动的结构设计,基于齿轮间摩擦系数的影响,建立混合润滑的摩擦系数在齿轮参数之间的数学模型,并分析其影响因素的变化情况;再结合国内外研究进行少齿数齿轮传动受力分析以及重合度、载荷分布等因素的计算研究,为计算摩擦功率损失提供理论计算方法,利用积分方法推导出少齿数斜齿轮传动的平均啮合效率计算公式,再利用Matlab对其进行仿真,分析齿轮基本参数对啮合效率的影响,之后再进行影响齿轮搅油损失的因素分析,建立搅油力矩损失的数学模型。当大齿轮的齿数为30,大小齿轮传动比为15,齿轮压力角为20°以及齿轮间摩擦系数为0.03时,减速器齿轮的平均啮合效率较高。然后对MPS法的基本使用原理进行了解并熟知其使用方法,建立船舶减速器三维模型,设置12种不同工况下的仿真环境,以齿轮转速、润滑油量、润滑油粘度为控制变量,分析处于12种不同工况下船舶减速器的润滑流场的压力场分布云图与速度场分布云图以及不同时刻齿轮搅油润滑流场的分布;研究表明,随着齿轮转速的增加、润滑油油液高度的增加以及润滑油粘度的加大,润滑油所受的速度和压力变大,对壁面的压力也变大,且飞溅的粒子数越多,传动系统的润滑效果就越好;并且转速对油液粒子的飞溅影响最大。最后利用MPS法建立的流固耦合船舶减速器仿真模型,分析不同齿轮转速、不同润滑油量时齿轮啮合功率损失的变化规律,以及润滑油粒子对壁面压力的变化关系,仿真结果显示,随着润滑油量的增加、齿轮转速的加大,齿轮搅油功率损耗也增大,且润滑油对减速器壁面压力也随之变大。虽然润滑效果最好,但是搅油损失最大,且转速对搅油损失功耗的影响最明显。
其他文献
电磁感应式无线电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)技术是无线电能传输技术中研究起步最早、实用化与商业化进展最快、目前应用范围最广泛的技术路线。然而影响其实用性的一个重要问题是负载及耦合敏感问题,如何提升变耦合或负载条件下ICPT系统的输出稳定性一直是研究的焦点问题。而补偿网络能够降低系统的无功功率,提高系统的能量传输效率与带负载能力,且对补偿网
<正>合理的饮食、规律的起居、适量的运动、愉悦的心态,都是身心俱健的基石,也是顺利完成学业的保障。4月7日,是一年一度的世界卫生日。卫生健康,是留学生和家长们都倍加关注的问题。独自在外,环境的改变和学习的压力等因素都可能会使留学生遭遇心理和生理上的多种问题。做好个人卫生工作并维持好自己的身体健康,是顺利开展学习和工作的保障。尤其是近两年,新冠肺炎疫情席卷全球,留学生更应当做好相关的防护和应对。
期刊
<正>据胡润研究院调研显示,中国高净值家庭的财富总资产从2020年的126万亿元上升到2021年的160万亿元,高净值家庭预计有18万亿元的财富将在10年内传承给下一代,49万亿元的财富将在20年内传承给下一代,92万亿元的财富将在30年内传承给下一代。面对持续增长的财富规模以及生命周期的基本规律,家族传承势必成为高净值家庭越来越关注的重点课题。
期刊
本文利用84个布设于华南中部地区的流动地震台站记录的239个远震地震事件的波形资料,通过接收函数方法得到了华南大陆中部地区的地幔410 km和660 km间断面起伏与地幔转换带厚度变化.结果表明在华夏块体下方转换带厚度明显减薄10~25 km,尤其是在南部靠近海岸线附近(23.7°N,114.5°E)存在一个直径约200 km的转换带厚度异常区域(减薄约25 km),可能揭示海南地幔柱在该处上涌穿
以安置集中化和生产生活设施配套标准化为特征的多民族易地搬迁安置社区,既具有民族互嵌式社区的典型特征,又受现代化流动影响显著。一方面,因集中安置形成的生产生活空间互嵌性,为易地搬迁多民族社区各民族之间的交往交流交融创造了条件,有利于推动民族团结进步。另一方面,现代化流动的动态性及非均衡性,也为易地搬迁多民族社区带来脱嵌的风险。为此,研究以易地搬迁安置型社区为典型个案,提出“融嵌”的概念,从理论上拓展
随着燃气行业迅速发展以及管网建设速度的加快,燃气供应能力不断增强,城镇燃气管道已经成为国民经济发展的能源大动脉。燃气管道因其输运着易燃易爆气体而必须得到高度重视,近年来发生的重大燃气爆炸事故则更是引起了国家政府以及社会各界的关注。埋地管道由于埋地环境的恶劣性和隐蔽性,相比地上管道泄漏事故多发且不易察觉。目前,埋地燃气管道泄漏扩散研究关于管道埋地环境考虑较少,且侧重于边界条件简单的单一气体流动阶段模
<正>动画是将绘画、音乐、摄影等多种艺术表现形式集合于一身的一门综合艺术,它创造着一个个不可思议、充满想象的世界。经历了早期的默片时代到后来的有声电视阶段,无论时代和媒介形式如何变化,动画始终是最深受大人和孩子们喜爱的流行文化形式之一,成为了大众媒介文化的支柱产业。在一百多年的发展历程中,动画艺术不断展现着它对于社会和文化发展的重要作用。迪士尼、华纳兄弟等公司从20世纪20年代开始生产了众多风靡全
期刊
本文剖析了河南省新乡市封丘县金银花产业发展现状,总结了已取得的成绩,指出当前封丘县金银花生产上存在的问题,并提出了一些促进金银花产业高质量发展的建议,为稳定和发展好封丘县金银花产业提供参考。
陶瓷作为一种硬度高、抗压强度大、耐热、耐腐性的材料,传统的加工方法在生产大尺寸、复杂、高性能陶瓷件方面难以满足需求,增材制造技术为复杂陶瓷件的制备提供了一种新的解决方案。本文综述了国内基于粘结剂喷射的陶瓷3D打印技术研究进展,从打印机理研究、材料制备、关键结构件的开发、打印设备研究、后处理工艺研究五个方面,系统展示了近年来国内基于粘结剂喷射的陶瓷3D打印技术的研究情况,并对现阶段粘结剂喷射陶瓷3D
绦虫病是一种典型的消化道寄生虫病,主要寄生在鸡的小肠组织中,随着寄生虫的进一步繁殖,数量不断增加,与鸡群争夺营养物质,造成身体素质逐渐下降,身体消瘦,饲料利用率显著下降,进入肠道当中的饲料往往会随着腹泻物排出体外。鸡散养模式下,鸡群在户外活动过程中接触各种病原微生物的概率大大增强,一旦活动区域中被绦虫严重污染,大量粪便堆积没有得到有效清理,很容易造成该类寄生虫病在鸡群中快速传播。本研究结合实际病例