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1、第35卷第5期舰船科学技术Vol.35,No.52013年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay,2013螺旋桨敞水曲线与流场的CFD不确定度分析孙存楼,曾庆锁,韩莉(中国卫星海上测控部,江苏江阴214431)摘要:为分析计算流体力学方法预测螺旋桨水动力性能的可信度,针对螺旋桨敞水曲线与流场的数值模拟结果进行了CFD不确定度分析。数值计算采用5套网格,网格加细比为2。通过求解RANS方程计算的螺旋桨敞水曲线、叶切面压力与试验值吻合较好。在此基础上,对计算结果进行了验证与确认分
2、析,设计工况敞水曲线与叶切面大部分区域压力系数的对比误差介于确认不确定区间内,结果得到确认。湍流模式对螺旋桨非设计工况与导边、随边流动的适应能力是局部参数没有得到确认的主要原因。关键词:螺旋桨;计算流体力学;不确定度;敞水曲线;流场中图分类号:U664.33文献标识码:A文章编号:1672-7649(2013)05-0053-05doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2013．05．012UncertainityanalysisinCFDforopenpropellerdia
3、gramandflowfieldSUNCun-lou,ZENGQing-suo,HANLi(ChinaSatelliteMarineTracking&ControlDepartment,Jiangyin214431,China)Abstract:InordertoanzlyzethecredibilityofCFDforpropellerhydrodynamicperformance,uncertainityanalysisinCFDiscarriedoutwiththenumericalres
4、ultsofopenpropellerdiagramandflowfield.Fivegridsareusedinthenumericalsimulationandthegridrefinementratiois2.TheresultsofopenpropellerdiagramandbladesectionpressurebythemethodsofsolvingRANSequationsareingoodagreementwithexperimentaldata.Baseontheseres
5、ults,verificationandvalidationanalysisisperformed.Comparisonerrorsofopenpropellerdiagramandmajorityofbladesectionpressureatdesignpointarelessthanvalidationuncertainty,resultsarevalidated.Resultsofoffdesignopendigramandsmallpartpressureatbladesections
6、arenotvalidatedaremainlyduetoturbulencemodelerror.Keywords:propeller;CFD;uncertainity;openpropellerdiagram;flowfield值离散方法(有限差分FDM、有限体积法、有限0引言元法、边界元法)获得流体流动的近似解,离散随着高性能计算机技术的迅速发展,计算流误差不可避免。同时边界条件的数值处理方法、体力学(CFD)方法越来越多地被应用于船舶螺旋网格的疏密与分布、网格正交性、非定常问题的桨设计与
7、非设计工况及紧急倒车时的流动、桨叶时间项离散格式等都可能产生误差,直接影响表面空泡和涡空泡起始、空泡诱导压力脉动、船CFD方法的可信度、结果的可靠性和对实际问题尾流/附体/桨/舵相互干扰等领域。CFD的计算结的可用性。因此,CFD计算结果的验证技术已成果可帮助了解各类尺度效应问题以及干扰现象,为数值研究的重点之一。数值结果还可用于指导桨叶设计等。CFD采用数CFD的验证技术包括基准检验试验与不确定收稿日期:2012-06-13;修回日期:2013-01-22作者简介:孙存楼(1982-),男,博
8、士,工程师,主要从事轮机工程技术研究。·54·舰船科学技术第35卷度分析2个方面。不确定度分析的概念于1968分别表示为δ,δ,δ和δ。数值模拟的不确定度IGTP年左右才被提出,Roache是极其关键的学者之可表示为22222一。1986年,美国机械工程师协会的流体工程刊U=U+U+U+U。(4)SNIGTP物对刊登的数值计算论文提出了误差分析要用修正过的数值模拟方法。可得到数值基准值[1]∗求。《AIAAJournal》和《InternationalJournalofS。数值误差的估计值δ和修
