槳舵干擾的水動力性能數(shù)值模擬.pdf

1、螺旋槳和舵之間的水動力相互作用由于對兩者的性能有很大影響，所以非常重要。精確地分析研究槳舵系統(tǒng)的流動到目前為止仍然是一個極具挑戰(zhàn)性的難題。傳統(tǒng)上這個問題主要依賴于試驗、尤其是模型試驗方法來解決。與試驗研究相比，CFD方法不僅能獲得宏觀整體流場信息，同時也能捕捉更多的流動細節(jié)，獲得更多圖譜分析或試驗研究中得不到的數(shù)據(jù)資料，這些優(yōu)勢使得應(yīng)用CFD方法對槳舵干擾系統(tǒng)進行詳盡的數(shù)值模擬逐漸開始成為了人們的研究熱點。本文利用CFD方法，在對RAN

2、S方程的求解中，結(jié)合RNGκ-ε、標準κ-ω以及SSTκ-ω湍流模型，對槳舵系統(tǒng)之間的相互干擾進行了系列的數(shù)值模擬研究。
　　首先，本文在對槳舵模型分別進行系統(tǒng)的敞水模擬基礎(chǔ)上，采用RNGκ-ε湍流模型，結(jié)合多參考系（Multi-Reference Frame, MRF）和滑移網(wǎng)格（Sliding Mesh, SM）方法，對單槳單舵之間干擾的水動力性能進行了分析研究，并將計算結(jié)果與敞水計算數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)進行了對比；同時，還對螺旋槳

3、尾流中舵表面壓力分布及槳舵系統(tǒng)周圍的流場也進行了分析。
　　進而，本文采用SSTκ-ω湍流模型，結(jié)合滑移網(wǎng)格技術(shù)對單槳雙舵系統(tǒng)的水動力性能進行了數(shù)值模擬。分析了舵角為0時，單槳雙舵系統(tǒng)螺旋槳在不同進速系數(shù)下的推力系數(shù)和轉(zhuǎn)矩系數(shù)；同時分析了J=0.6時，單槳雙舵系統(tǒng)舵在不同舵角下的升力系數(shù)和阻力系數(shù)。
　　最后，本文采用SSTκ-ω湍流模型，結(jié)合滑移網(wǎng)格技術(shù)對雙槳雙舵系統(tǒng)的水動力性能進行了數(shù)值模擬。分析了不同槳間間距、雙槳內(nèi)旋