半浸式螺旋桨(SPPS)11在空气和旋转过程的水中工作。它运作的时间约有一半的时间在空气中,三分之一的时间是完全淹没在水中,其余时间部分被淹没在水中
(在进入和退出阶段)。虽然它广泛用于船和高速工艺品,SPP的一些性能估计技术仍然在发展,他们大多是基于试验和误差。它通常被公认为是最有效的高速船舶推进装置。它的效率主要是由于减少附件阻力,因为大多数的螺旋桨组件是升高在水面上。另一个优势是,SPP通过更换通风环境有效地消除汽蚀,即循环叶片从空气进入水中开了一个螺旋桨周围的通风孔,这几乎完全可以防止蒸汽空化的发生。在二维情况下,Shiba11进行了最好的一个已知通风方式的实验来研究半浸式螺旋桨。在这项研究中,进行了各种关于通风方式的测试,用螺旋桨模型建立了与系统
测试相似的规律,并且提出了一种适用于实际的全尺寸螺旋桨。后来,在20世纪70年代,Cox进行一个二维薄的自由下落测试,直楔在各种速度和楔发生率角度。Wang还进行了全通风箔的水入口和出口实验。Tsai用最大厚度比为3。5%的Gawn–Burrill螺旋桨系列的即数字化又实验化的实验研究了凹陷对翼剖面的影响。论文网
关于螺旋桨通风模式,Koushan展示了他对总动态负荷通风螺旋桨的研究,并表明波动实验中一个通风循环可以从0到100%的范围内非通风的螺旋桨平均力。Koushan也进行了力学通气螺旋桨叶片装上推进器由于强迫正弦升举运动的实验。基于Kozlowska等人的一系列的调查实验,表明了不同类型螺旋桨通风方式的分类。
通过各种通风参数及其对平均推力的影响和效率损失进行SPP的实验工作,这些数据可在Rose和Kruppa,Kruppa和Rose和Kruppa的研究工作中获得。Olofsson在他的博士论文进行了全面的工作,半浸式螺旋桨在不同操作条件下的力和流动。Dyson进行了实验测定表面动态性能的半浸式螺旋桨试验。共同的目的是学习螺旋桨叶片,轴,和船体结构上的时变流体动载荷和应力诱导。此外,流体力学性能,流量可视化通风孔和半浸式螺旋桨所产生的喷雾模式可由Peterson,JeongandLeeAltamirano。的实验调查得知。
主题相关的数值研究之一,是由Savineau和Kinnas进行的用时间推进边界元法估算半浸式水翼表面的通风流动条件的实验。在他们的研究中,非线性腔的几何形状是应用运动边界确定迭代在每个时间步长上的精确腔面上的条件。Young和Kinnas开发了关于超空泡性能和SPP的三维边界元扩展到模型不稳定表的方法。Vinayan和Kinnas使用一个强大的非线性边界元法分析了通风的二维半浸式水翼艇和螺旋桨周围的流场。Ghassemi提出采用实证的临界推进系数在过渡中的作用模式对SPP的水动力特性进行预测。
Caponnetto第一次应用雷诺兹平均法和Navier-Stokes(RANS)方法分析了SPP。他表现出良好的相关性的数值测量结果。CalifanoandSteen采用RANS模拟分析不同的螺旋桨通风机制。这个商业RANS方程用来求解粘性,不可压缩两相流。最近,Misra等人进行了一个全面的对半浸式四叶螺旋桨系列的不同工况下的研究工作。实验研究不同浸没深度时,凹陷的形状和后缘的影响。在叶片的形状中,全浸没时最好性能是在螺旋桨60°后缘角的时候。
有研究的主要目的是分析SPP周围通风流动的状况。首先,为一个更好理解的主题,利用基于RANS方法的ANSYSFLUENT14。5研究基准楔和二维叶片剖面(凹陷和非非凹陷状)。然后,在非定常自由表面条件下的水自由流动下进行SPP螺旋桨分析。这个螺旋桨是SPP-841B型,实验是由Olofsson调查研究的。所有的计算进行在零轴偏航和倾斜角度。压力分布,在一个周期内的通风模式和力/力矩和关键叶片(凹陷和非凹陷)的构件都是计算和讨论的。