運用商業(yè)計算軟件STARCCM+,基于RANS模擬與分析對敞水中的螺旋槳及其轂帽鰭進行了數(shù)值研究。首先通過逐步變化包含各區(qū)域的網(wǎng)格數(shù),對槳葉及轂帽鰭區(qū)域進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證,并選取了合適的計算網(wǎng)格;然后對具有不同剖面形狀的轂帽鰭進行了模型尺度水動力性能計算及流場分析,鰭的剖面形狀基于"NACA M7"S形翼型修改而來;最后對典型的轂帽鰭進行了實尺度RANS計算,并分析了其節(jié)能效果的尺度效應(yīng)。結(jié)果表明:與平板型轂帽鰭相比,無論是厚度分布形式還是拱度分布形式,剖面形狀的優(yōu)化均能夠提高轂帽鰭的節(jié)能效果;由于流場改變以及轂帽鰭葉片來流攻角的增大,實尺度下轂帽鰭節(jié)能效果得到進一步提高,而由于流動狀態(tài)不同,不同剖面的轂帽鰭尺度效應(yīng)不同。建議在可能的情況下,應(yīng)在實尺度條件下開展轂帽鰭的設(shè)計工作。

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