导管参数对导管桨水动力性能的影响研究张弘1，邹义2，王涛1，刘爱兵

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1、导管参数对导管桨水动力性能的影响研究张弘1，邹义2，王涛1，刘爱兵2（1．大连理工大学船舶工程学院，大连116024；2．上海船舶设备研究所，上海200031）摘要：基于CFD数值计算，计算19a导管与Ka4-70桨敞水性能。研究了导管长度，前缘形状以及导管与桨之间的间隙变化对导管桨敞水性能的影响。计算结果表明，导管能够改善螺旋桨尾流。对于导管长度，存在最优长度使得导管桨敞水性能最好。19a导管前缘形状是最优的，改变前缘形状会降低导管桨的敞水性能。当间隙在一定范围内，导管与螺旋桨之间间隙越小，敞水性能越好。非对称上下间隙对导管桨的

2、敞水性能影响较小。关键词：导管螺旋桨；CFD；导管形状；间隙；水动力性能中图分类号：U664.33文献标志码：A【DOI】10.13788/j.cnki.cbgc.2015.Z.005InvestigationoftheInfluenceofDuctParametersonHydrodynamicPerformanceoftheDuctedPropellerZHANGHong1,ZOUYi2,WANGTao1,LIUAi-bing2(1.DalianUniversityofTechnology补充学院英文,LiaoningDali

3、an116024,China;2.ShanghaiMarineEquipmentResearchInstitute,Shanghai200031,China)Abstract:Hydrodynamicperformanceof19aductandKa4-70propellerareinvestigatedbasedonCFDmethod.Theinfluenceofductlength,leadingedgeshapeof19aductandtheclearancebetweenthe19aductandKa4-70propell

4、eronhydrodynamicperformanceareconsidered.Numericalresultsshowthattheductcanimprovewakeofthepropeller.Thereistheoptimallengthof19aductforKa4-70propeller.Theexistingfrontedgeofthe19aductisthebestfortheKa4-70propeller.Changingtheshapeoffrontedgeofthe19aductmakeshydrodyna

5、micperformanceoftheductedpropellerdecline.Underarangeoftheclearance,thesmallertheclearancebetweentheductandpropelleris,thebetterthehydrodynamicperformanceoftheductedpropelleris.Theinfluenceofasymmetricclearancebetweentheductandpropelleronthehydrodynamicperformanceofth

6、eductedpropellerissmall.Keywords:Ductedpropeller;CFD;Ductshape;clearance;Hydrodynamicperformance50引言导管螺旋桨简称导管桨，由于导管改变了导管和桨的推力分配关系，重载时导管桨的推力会有很大的提升。目前导管桨已经广泛应用于拖船、渔船等载荷较重的船舶。目前国内在导管桨水动力性能方面做了很多数值计算和试验研究。数值计算目前使用较多的为面元法和CFD方法。杨晨俊等[1]采用面元法预报了导管桨的水动力性能。胡建等[2,3]采用面元法研究了影响导

7、管桨内部流场的几个因素，包括长径比、盘面比、叶梢间隙等。李坚波[4]采用CFD方法研究了叶梢间隙对导管桨的水动力性能的影响，欧里坚等[5]基于CFD的计算方法，分析了导管长径比和伸张系数对导管桨水动力性能的影响。董郑庆等[6]在导管壁上开孔，采LDV技术测量了导管的内部流场，并与等推力情况下敞开式螺旋桨流场测量结果进行了比较。张军等[7]通过粒子图像测试技术PIV对三个不同进速系数下的导管桨内部流场进行了测量与分析。已有研究表明，导管的剖面形状和叶梢间隙是影响导管螺旋桨敞水特性的主要因素。导管的剖面形状5收稿日期：2014-11-

8、25；修回日期：基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）（2009AA045002）作者简介：张弘（1991-），男，硕士研究生。研究方向为船舶水动力。55主要包括长径比，伸缩系数等。叶梢间隙大小的确定不仅要考虑对性能有影响，而且也要考虑加工