半浸式螺旋槳水動(dòng)力性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、半浸式螺旋槳是一種重要的特種螺旋槳，由于其高效率、可減小快艇的附體阻力、減少槳葉剝蝕等優(yōu)點(diǎn)，在高速滑行艇和淺吃水船上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，至今人們對(duì)其周圍流場(chǎng)的流動(dòng)特性還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。迄今，半浸式螺旋槳的研究主要依靠理論計(jì)算和水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)這兩種方法，然而他們都有自身的局限性。應(yīng)用數(shù)值模擬研究半浸式螺旋槳的流場(chǎng)目前還很少，本文應(yīng)用CFD方法對(duì)其進(jìn)行了研究。
　　本文通過(guò)求解雷諾平均方程（RANS）的方法計(jì)算流場(chǎng)，通過(guò)VOF方

2、法捕捉自由液面，應(yīng)用滑移網(wǎng)格模型完成槳的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)五葉右旋半浸槳流場(chǎng)的數(shù)值模擬，并把計(jì)算所得的定性和定量的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明:在較低浸入深度時(shí)，數(shù)值模擬可以很好的預(yù)測(cè)半浸式螺旋槳的性能，尤其是進(jìn)速系數(shù)在0.9到1.4之間。隨著浸入深度的增加，推力系數(shù)和效率的預(yù)測(cè)結(jié)果基本準(zhǔn)確，扭矩系數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果有一定偏差。另外，通過(guò)數(shù)值模擬可以正確預(yù)報(bào)半浸式螺旋槳的水平側(cè)向力和垂向力，準(zhǔn)確獲得推力中心的位置，并且能夠得到出入水過(guò)