考虑升沉运动的螺旋桨水动力性能计算

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文II摘要波浪中航行的船舶，由于外界环境的影响会导致其相对于静水中阻力增加，螺旋桨推进性能降低，从而导致实际航速比预计的要低。从性能设计的技术角度来看，对船舶在波浪中推进性能的研究是非常必要的。而在波浪中螺旋桨水动力性能的研究，是研究推进性能中很重要的方面之一。本文则是通过阅读和整理相关螺旋桨在波浪中推进性能的资料，采用流体力学软件FLUENT对螺旋桨水动力性能变化问题进行了研究。首先是采用FLUENT软件，对螺旋桨在静水中的水动力问题进行了研究。通过对同一个几何模型进行三种不同湍流模型的比较计算，将计算的结果与实验测得的结果

2、进行比较和分析，得出针对螺旋桨旋转流动，采用RSM湍流模型计算精度较为合理的结论，为后面的计算奠定基础。然后，对目前相关的数值造波的方法进行了分析和研究。计算采用FLUENT中的UDF函数来设定流场入口的边界条件，生成微幅的规则波浪，为后面的相关研究做好准备。最后，将波浪中螺旋桨的水动力性能问题简化为由于波浪引起桨轴升沉变化和波浪的绕射干扰两方面。对螺旋桨旋转加升沉的问题采用了FLUENT中动网格和滑移网格相结合的技术进行了仿真计算，并与程序的计算值进行了比较和误差分析。对于由于波浪绕射产生的影响，本文对其目前模型和网格划分问题也进行了论述并对相关问

3、题提出了建议。总之，本文对考虑升沉运动的螺旋桨水动力问题进行了相关研究，计算的结果为实际工程应用提供参考和依据。关键词：螺旋桨；湍流模型；水动力性能：升沉运动哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractWhenashipissailinginwaves，theresistancewillincreaseandtheefficiencyofthepropellerwilldecreaseduetointerveneoftheenvkonmem．Soinpointoftheperformancedesign，itisnecessaryandessentia

4、ltoanalyzethepropulsiveperformanceofshipsiIlthewave．Andthehydrodynamicperformanceofthepropellerisaveryimportantpartofit．ThegeneralCFDsoftwareFLUENThasbeenusedtocalculmethehydrodynamicperformanceofpropellerinlinearregularwavesbyreferringtoseveralarticlesandmaterialinvolved．First

5、，theappropriateturbulencemodelhasbeenstudiedwhentryingtosimulatethecharacteristicoftheflowofthepropellerinstillwater．Themethodistocalculmethehydrodynamicperformanceofthesamepropellerbydifferentturbulencemodels，comparedwiththeresultoftheexperiment，anddrawtheconclusionthattheRSMt

6、urbulencemodelisrecommendedasanappropriatemodelwhendealingwithpropeller．Thenthecurrentnumericalwave—generatingmethodwasstudied,andthemini—amplituderegularwavesweregeneratedbyanumericalwave-generatingmethodinwhichitsbounaaryconditionisdefinedbytheusers’definedfunction(UDF)．Thela

7、stpartisananalysisofthehydrodynamicperformanceofpropellerinwave．Themethodistosimplifytheprocessbydividingitintoheavingduetothewaveandinterveneofdiffractionofthewave．Theheavingprocesshasbeensimulatedbycombiningthetechniqueofdynamicmeshandslidingmeshandtheresulthasbeencomparedwit

8、htheresultofaprogram．Thethesisalsoanalyzedthedifficult