本文關(guān)鍵詞：非均勻來流中螺旋槳性能的CFD模擬方法研究

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【摘要】：目前CFD方法在船舶螺旋槳上的應(yīng)用不斷增多，并逐步取代升力面和面元等勢流方法，成為螺旋槳性能數(shù)值預(yù)報(bào)的主要手段。在螺旋槳的CFD模擬中，非均勻來流中螺旋槳的性能預(yù)報(bào)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如何對槳葉平均力、非定常力以及空泡等性能進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)是一項(xiàng)值得研究的工作。 在船尾伴流中螺旋槳非定常水動(dòng)力的CFD預(yù)報(bào)方面，，一般需要船槳同時(shí)計(jì)算，這樣會(huì)增加計(jì)算模型的復(fù)雜性，消耗大量的計(jì)算時(shí)間，并且精確模擬船體與槳之間的非定常相互作用難度較高。如果不使用船體作為伴流發(fā)生器，由于CFD計(jì)算中只能將槳盤面處的伴流場設(shè)定在計(jì)算域入流邊界處，則需要解決非均勻流從入流邊界到槳盤面流動(dòng)過程中的耗散問題。為此，本文嘗試研究給定入流邊界非均勻流速分布時(shí)螺旋槳非定常力的CFD預(yù)報(bào)方法。通過減小從入流邊界到槳盤面的距離并加密該區(qū)域網(wǎng)格來減小速度耗散量，同時(shí)在入流邊界處導(dǎo)入螺旋槳誘導(dǎo)速度(采用勢流方法計(jì)算)，減小由于計(jì)算域縮小引起的水動(dòng)力計(jì)算誤差。計(jì)算與試驗(yàn)的比較表明，本文方法可以對軸向伴流中的螺旋槳非定常力進(jìn)行較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，入流距離的縮短有效減少了伴流的耗散，加入誘導(dǎo)速度改善了水動(dòng)力時(shí)間平均值的計(jì)算精度。 本文還將考慮誘導(dǎo)速度的計(jì)算方法應(yīng)用于導(dǎo)管螺旋槳系柱工況性能的CFD預(yù)報(bào)。目前系柱性能預(yù)報(bào)一般采用大計(jì)算域減弱邊界回流影響、克服收斂速度慢的困難，而本文方法不僅可以大幅減小計(jì)算域尺寸、提高計(jì)算效率，而且能夠提高系柱水動(dòng)力模擬精度。
【關(guān)鍵詞】：螺旋槳 導(dǎo)管槳 非均勻來流 CFD 誘導(dǎo)速度
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.33;U661
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 綜述11-17
• 1.1 研究目的和意義11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 本論文研究內(nèi)容16-17
• 第二章 數(shù)值計(jì)算方法17-31
• 2.1 勢流升力面理論渦格法17-21
• 2.2 粘流 CFD 計(jì)算方法21-29
• 2.3 FLUENT 軟件介紹29-31
• 第三章 考慮誘導(dǎo)速度的螺旋槳敞水性能 CFD 模擬31-44
• 3.1 概述31
• 3.2 數(shù)值模擬方法31-32
• 3.3 算例與分析32-43
• 3.4 結(jié)論43-44
• 第四章 非均勻來流的耗散分析44-58
• 4.1 概述44
• 4.2 耗散的解釋44-46
• 4.3 九階特性篩柵伴流耗散研究46-55
• 4.4 小結(jié)55-58
• 第五章 非均勻流場中的螺旋槳非定常性能 CFD 模擬58-71
• 5.1 概述58
• 5.2 船尾伴流耗散分析58-68
• 5.3 Seiun-Maru 大側(cè)斜槳在船尾伴流中的水動(dòng)力性能模擬68-70
• 5.4 小結(jié)70-71
• 第六章 系柱工況下導(dǎo)管槳的水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)71-83
• 6.1 概述71-72
• 6.2 算例與分析72-82
• 6.3 小結(jié)82-83
• 第七章 結(jié)束語83-85
• 7.1 論文工作總結(jié)83-84
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)84
• 7.3 工作展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 洪毅;赫曉東;;復(fù)合材料船用螺旋槳設(shè)計(jì)與CFD/FEM計(jì)算[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

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4 王國強(qiáng),楊晨俊;瞬變工況下螺旋槳性能[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);1997年11期

本文編號：918069