船舶螺旋槳敞水性能CFD模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代商船的高速化和大型化,螺旋槳的負荷越來越重,加劇了螺旋槳空泡和船舶振動,這已經(jīng)成為螺旋槳設計者日益關(guān)心的課題,傳統(tǒng)的方法對螺旋槳性能的研究已經(jīng)不能滿足對于新型船舶螺旋槳的設計需求。計算流體力學(CFD)方法能實現(xiàn)結(jié)果的可視化,克服了水池試驗所需要的時間較長,投入的經(jīng)費多等缺點,大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期,由于計算結(jié)果信息量大,該方法對螺旋槳的空泡和噪聲性能研究提供了較高的參考價值。
　　 本文利用CFD軟件FLUENT對船

2、舶螺旋槳敝水粘性流場進行了數(shù)值計算,首先是利用Pro-E和Gambit對螺旋槳進行三維建模,利用周期性邊界條件對螺旋槳的模型和計算域進行設計。通過計算得到的螺旋槳推力系數(shù)和扭矩系數(shù)的結(jié)果與水池試驗圖譜結(jié)果吻合較好,平均相對誤差在10%以內(nèi),精度滿足工程應用需要。
　　 分別選取標準κ-ε模型、RNGκ-ε模型、Realizableκ-ε模型、雷諾應力四種湍流模型分別進行了計算。經(jīng)過對比計算,總體上雷諾應力模型的精度比其他三種模型

3、高。并分別對單通道和全通道方法進行了模擬計算,驗證了采用單通道方法計算的可行性,使計算效率得到提高并大大降低了計算時間。
　　 分別對螺旋槳槳葉表面壓力分布和尾流流場進行了考察,初步分析空泡可能出現(xiàn)的位置。通過對尾流場的觀察驗證了強載荷下螺旋槳對流體的抽吸作用增強出現(xiàn)了重荷下的尾流收縮現(xiàn)象,同時也表明徑向誘導速度有隨J增大而減小的趨勢。
　　 利用ITTC(國際船模拖曳水池會議)的推薦規(guī)程對CFD模擬計算結(jié)果進行不確定度