使用fluent软件的螺旋桨敞水性能计算和考察 pdf道

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1、研究与设计使用Fluent软件的螺旋桨敞水性能计算和考察①冯学梅1　陈凤明2　蔡荣泉11708研究所　上海　200011　　2西北工业大学　西安　710072　　关键词螺旋桨敞水CFD摘　要船舶性能CFD计算领域有必要尽快形成螺旋桨敞水性能CFD计算的快速预报能力以快速响应用户的需求使CFD成为螺旋桨设计的手段之一并利用这一手段发挥CFD计算结果信息量大的特点对螺旋桨进行相关的性能考察计算。文章介绍了708研究所利用Fluent软件在螺旋桨敞水性能计算中的计算流程以某船所使用的侧斜反弯扭桨作为研究对象给出了敞水性能曲线

2、的计算结果并与试验测量值作了比较同时还介绍了对此桨的性能情况所进行的一些数值计算考察。中图分类号U66117　　文献标识码A　　文章编号10012985520060120014206CalculationofpropelleropenwaterperformancebyCFDsoftwareFLUENTFengXuemei　ChenFengming　CaiRongquanKeywords:PropellerOpenWaterCFDAbstract:ModernCFDcalculationofshipperformanc

3、eneedstohavethecapabilityofquickpredictionofpropelleropenwaterperformanceinordertoprovidequickresponsetocustomerenquiryandtomakeCFDoneofthemeansofpropellerdesign.SupportedbyitsfeaturesofmassinformationfromCFDcalcu2lationresultsitcanbealsousedtocalculateandinvest

4、igaterelevantpropellerperformance.ThepaperpresentstheworkdoneinMARICtoruntheCFDsoftwareFLUENTtocalculatetheopenwaterperfor2manceofthepropellertheprocessofcalculationtheresultsofcalculationonopenwaterperformancecurveofapropellerwithhighskewandraketipdesignedforan

5、ewbuildingdesignandacomparisonwiththetrialmeasurement.Therelatedcalculationandinvestigationontheopenwaterbehaviorofthispro2pellerisalsoreported.1　前　言螺旋桨模型单独地在均匀水流中试验称为敞水试验。由螺旋桨敞水试验得到的是螺旋桨的推力系数KT、扭矩系数KQ和敞水效率Γ0相对于进速系数J的变化规律即螺旋桨敞水性征曲线。与此敞水试验相对应的船舶计算流体力学CFD计算工作我们称之为

6、螺旋桨敞水性能计算。对螺旋桨设计方案的试验验证包括敞水试验和自航试验。敞水试验既是自航试验必须的配套试验项目又是进行螺旋桨系列试验的主要手段用以开发设计图谱并就螺旋桨诸要素对性能的影响进行系412006年2月第1期船　　舶SHIPBOATFebruary2006NO.1①收稿日期2005-11-1作者简介冯学梅1976.8-女山东济南人在读博士研究生研究方向:船舶流体力学。陈凤明1970.12-男湖北仙桃人博士讲师研究方向:气体动力学。蔡荣泉1944.9-男上海人研究员博士生导师研究方向:船舶流体力学。统分析。由此相对

7、应的螺旋桨敞水性能计算是螺旋桨性能数值计算工作中的重要一环。一般说来桨叶剖面的前、后缘相对其弦中部位压力分布的计算值与测量值的偏差很大这使得阻力与升力相比计算值与测量值偏差较大。推力是阻力和升力的合力相比于阻力偏差也就较小。阻力对推力贡献愈小的桨叶偏差愈小。故而桨叶推力系数比之船体阻力系数易于得到好的计算效果。另一方面在相对坐标系中敞水条件下的螺旋桨绕流呈现定常流动状态。而由于周期性对于Z个叶片的桨仅需关注沿周向的Z分之一部分即计算区域沿周向可以取得较小计算量并不很大。特别是在这一计算过程中并不存在如绕船体流动计算中人

8、们关注的标称伴流分布预报值的精度尚严重受制于紊流模式的发展情况更不存在自由面效应问题。同时尽管与迭模裸船体绕流计算相比起步较晚毕竟也已经过十年的研发。由此螺旋桨敞水性能CFD计算在船舶设计实际应用是最为成熟的项目。正因为这是一个相对比较成熟的项目有必要对这一项目开发出一定的计算流程尽快达到螺旋桨敞水性能CFD计算的快速预报能力以满