Methodology of propeller strength calculations in settled and emerging work conditions

• Autorzy: Murawski L.

Warianty tytułu

PL

Metodologia obliczeń wytrzymałości śruby napędowej w ustalonych i nieustalonych warunkach pracy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the methodology of propeller strength analyses is presented. Numerical calculations based on the finite element method were used during the analyses. Analyses methodology is based on solid state mechanics with loadings determined by fluid mechanics calculations. Several propulsion working conditions (including steady-state and transient fluid flow) were taken into account. In order to determine the optimal modelling method of the propeller, several different numerical models were compared, including a free model of the whole propeller and single blade with boundary conditions placed in the foot. The propeller optimisation was the main target of the analyses. After numerical calculations, the propeller mass saving (in comparison to classification societies’ empirical formulas) was achieved.

PL

W pracy przedstawiono metodologię analiz wytrzymałościowych okrętowych śrub napędowych. Obliczenia numeryczne zostały oparte o metodę elementów skończonych. Metodologia analiz bazuje na mechanice ciała stałego z obciążeniami wyznaczanymi na podstawie mechaniki płynów. Szereg warunków pracy układu napędowego (włącznie z ustalonymi i nieustalonymi przepływami płynów) zostało wziętych pod uwagę podczas analiz. W celu wyznaczenia optymalnej metodologii obliczeń, zostały porównane różne modele śruby napędowej włącznie ze swobodnym modelem całej śruby napędowej oraz z pojedynczym skrzydłem śruby z warunkami brzegowymi umieszczonymi na jej stopie. Głównym celem analiz była optymalizacja masy śruby napędowej. W wyniku obliczeń numerycznych osiągnięto znaczną oszczędność masy śruby napędowej w porównaniu do śruby zaprojektowanej zgodnie ze wzorami empirycznymi towarzystw klasyfikacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

propeller strength; numerical calculations; finite element method; added water mass

PL

śruba okrętowa; wytrzymałość; obliczenia numeryczne; metoda elementów skończonych; dodana masa wody

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 2
• Strony: 37--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Murawski L.

• Faculty of Marine Engineering, Gdynia Maritime University, Poland

Bibliografia

• 1. Rules for classification of ships, Rotating Machinery, Power Transmission. Det Norske Veritas, 2013, chapter 4, part 4.
• 2. Rules & Guidelines, Naval Ship Technology, Propulsion Plants. Germanisher Lloyd, 2012, chapter 2, part III-1-2.
• 3. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L.: The Finite Element Method. Volume 1: The Basis. ButterworthHeinemann, 2000.
• 4. Murawski L.: Axial vibrations of a propulsion system taking into account the couplings and the boundary conditions. Journal of Marine Science and Technology, 2004, 9 (4), pp. 171-181.
• 5. Murawski L.: Shaft line whirling vibrations: effects of numerical assumptions on analysis results. Marine Technology and SNAME News, 2005, 42 (2), pp. 53-61.
• 6. Guidance notes on propulsion shafting alignment. American Bureau of Shipping, 2004.
• 7. Murawski L., Charchalis A.: Simplified method of torsional vibration calculation of marine power transmission system. Marine Structures, 2014, 39, pp. 335-349.
• 8. Murawski L.: Static and Dynamic Analyses of Marine Propulsion Systems. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2003.
• 9. Szantyr J.: The lifting surface program for hydrodynamic analysis of marine propellers. Opracowanie Centrum Techniki Okrętowej, 1993, RH-93/R-064.
• 10. Bidikli B., Tatlicioglu E. Zergeroglu E.: Compensating of added mass terms in dynamically positioned surface vehicles: A continuous robust control approach. Ocean Engineering, 2017, 139, pp. 198-204.
• 11. Dien R., Schwanecke H.: Die propellerbedingte wechselwirkung zwischen schiff und maschine - teil 2. Motortechnische, 1973, 34 (11), pp. 45-56 (in German).
• 12. Im H.I., Vladimir N., Malenica S., Cho D.S.: Hydroelastic response of 19,000 TEU class ultra large container ship with novel mobile deckhouse for maximizing cargo capacity. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 2017, 9 (3), pp. 339-349.
• 13. Senjanović I., Vladimir N., Tomić M., Hadzić N., Malenica S.: Some aspects of structural modelling and restoring stiffness in hydroelastic analysis of large container ships. Ships and Offshore Structures, 2014, 9 (2), pp. 199-217.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).