基于CFD的導(dǎo)管串列螺旋槳敞水性能研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)各種水上船舶或水下航行器所需的特殊推進(jìn)需求，因此產(chǎn)生了種類(lèi)繁多的推進(jìn)器。為滿足某些配置推進(jìn)器空間有限的超大載荷海洋運(yùn)輸船的推進(jìn)要求，有人提出了導(dǎo)管串列螺旋槳的概念。開(kāi)展對(duì)導(dǎo)管串列螺旋槳敞水性能的研究與探討具有一定的理論意義和工程價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了螺旋槳局部葉切面型值點(diǎn)坐標(biāo)到全局坐標(biāo)的坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換公式，并利用編程和三維建模軟件對(duì)槳葉空間復(fù)雜曲面進(jìn)行了造型，分別建立了水動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試用的DT

2、MB4119槳和DCA-A3型導(dǎo)管串列螺旋槳的3D模型。⑵分別考察了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)量和3種湍流模型（Standardk模型、RNGk模型以及SSTk模型）對(duì)計(jì)算結(jié)果精度的影響。研究中，以推力系數(shù)、扭矩系數(shù)和敞水效率為螺旋槳敞水性能的主要刻畫(huà)指標(biāo)，以試驗(yàn)結(jié)果為參考，CFD計(jì)算結(jié)果表明：相同網(wǎng)格條件下，Standard k湍流模型與RNG k-ε湍流模型的計(jì)算結(jié)果在進(jìn)速系數(shù)較小時(shí)精度較高，但是當(dāng)進(jìn)速系數(shù)接近或超過(guò)螺旋槳最佳敞水效率所對(duì)應(yīng)的進(jìn)速

3、系數(shù)時(shí)計(jì)算精度非常差；SST k湍流模型雖然在進(jìn)速系數(shù)較小的情況下，推力系數(shù)的精度比 Standard k和RNG k兩湍流模型略差，但是在進(jìn)速系數(shù)接近或超過(guò)螺旋槳最佳敞水效率所對(duì)應(yīng)的進(jìn)速系數(shù)時(shí)，其敞水性能主要指標(biāo)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，且精度高于Standardk模型和RNG k模型，與試驗(yàn)結(jié)果的平均誤差保持在6％以內(nèi)。⑶基于SSTk湍流模型對(duì)DCA-A3型導(dǎo)管串列螺旋槳敞水性能進(jìn)行CFD計(jì)算。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較表明：推力系數(shù)和扭