船舶交流磁流体推进新方法研究

论文摘要

磁流体推进是一种非螺旋桨式的新型的船舶推进方式，通过电磁方法产生电磁力推动船舶运动。具有安静、快速、布局灵活、操纵方便、航行环境舒适等优点，有望成为21世纪船舶推进的主流形式。论文系统介绍了船舶推进的发展历史和磁流体推进的国内外研究现状，并对其基本工作原理和实现技术进行了较为全面和深入的研究。详细归纳了船舶磁流体推进器的类型，并对现有磁流体推进形式进行了综合比较，分析了目前公认的最佳船舶磁流体推进器形式的优缺点。根据目前磁流体推进方法中主要的问题——电极板腐蚀、环境污染等，在深入研究直流内磁直管式磁流体推进的基本方程、流体的连续性方程和运动方程、稳态运行方程和数学模型的基础上，提出了与以往交流磁流体推进概念完全不同的，一种全新的交流磁流体推进方法。该方法在原有直流磁流体推进器的电极板上附着一层绝缘材料，使海水与电极板隔离，在交变电场的作用下，通过调频、调压实现对船舶推进力的大小及方向的控制。论文给出了新方法的工作原理，并对载流海水中的电磁场和电流的变化过程进行详细的分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 船舶推进方式的发展过程
• 1.3 国内外磁流体技术研究的现状
• 1.4 本论文的主要研究内容及章节安排
• 第2章 磁流体推进的原理及分类
• 2.1 磁流体推进的工作原理
• 2.2 磁流体推进的分类
• 2.2.1 直流磁流体推进的分类
• 2.2.2 交流磁流体推进的分类
• 2.3 现有磁流体推进形式的综合比较
• 2.3.1 交流式与直流式的比较
• 2.3.2 直管式与螺旋管式的比较
• 2.3.3 内磁式与外磁式的对比
• 2.4 本章小结
• 第3章 交流磁流体推进研究新方法
• 3.1 磁流体推进存在的问题
• 3.2 新方法的提出
• 3.3 工作原理
• 3.4 直流内磁直管式磁流体推进过程分析
• 3.4.1 基本方程式
• 3.4.2 流体的连续性方程和运动方程
• 3.4.3 稳态运行方程
• 3.4.4 磁流体推进的数学模型
• 3.5 载流海水中电磁场的动态分析
• 3.5.1 电极板的极化
• 3.5.2 电磁场的综合分析
• 3.6 载流海水中的电流分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 计算及仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 仿真分析的基础—有限元方法
• 4.3 Simple算法
• 4.4 用有限元法和 Simple算法求解耦合场
• 4.5 MHD推进试验算例分析
• 4.6 MHD研究新方法中的计算仿真
• 4.6.1 MHD研究新方法中的计算
• 4.6.2 仿真结果分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢