资源描述：
《螺旋桨水动力性能及流固耦合数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第11期舰船科学技术Vol.36,No.112014年11月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYNov.,2014螺旋桨水动力性能及流固耦合数值模拟黄璐,陈立,邱辽原,解学参(中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064)摘要:根据螺旋桨局部坐标转换成全局坐标的型值,建立螺旋桨的三维几何模型。基于商业软件,分别研究分区混合流体网格和结构网格的划分。使用Fluent软件分析螺旋桨的敞水性能,结合MRF转动模型和SST湍流模型研究螺旋桨在不同进速系数下的推力、转矩和敞水效率。与实验测量值比较,证实了该方法的工程可用性。基于Workb
2、ench平台,将CFD软件计算和有限元求解耦合起来,研究螺旋桨敞水时的单向流固耦合作用,对桨叶的结构强度进行校核计算,并分析螺旋桨应力,变形与进速系数的关系。关键词:螺旋桨;水动力性能;流固耦合;数值模拟中图分类号:U664.33文献标识码:A文章编号:1672-7649(2014)11-0033-05doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2014．11．007Numericalsimulationofhydrodynamicperformanceandfluid-structureinteractionofpropeller
3、HUANGLu,CHENLi,QIULiao-yuan,XIEXue-shen(ChinaShipDevelopmentandDesignCenter,Wuhan430064,China)Abstract:Accordingtothecurved-surfaceoffsetsaftertransferredinglobalcoordinate,the3Dgeometrymodelofpropellerwasbuilt.Basedoncommercialsoftware,themeshmethodofsub-domainhybridfluidmes
4、hesandstructuremesheswasstudied.Thispaperanalyzedpropelleropen-waterperformancebyFluentsoftware,gotpropellerthrust,torqueandopen-waterefficiencybyusingMRFmodelandSSTmodel,Thencomparedcalculatedresultstotrialvalue,provingprojectapplicationfeasibility.Basedonplatformofworkbench
5、,acoupledcomputationalfluiddynamics(CFD)andfiniteelementsmethodwaspresentedinthispaper.Inthecouplingprocess,thestrengthofpropellerwaschecked;theunidirectionalfluid-solidinteractionandtherelationshipbetweenstress,deformationandadvancedcoefficientwasresearched.Keywords:propelle
6、r;hydrodynamicperformance;fluid-structureinteraction(FSI);numericalsimulationRANS方法,对螺旋桨周围流场进行数值预报与流0引言场分析,计算结果与实验结果吻合较好。船用螺旋桨水动力性能数值预报的方法主要基常规的螺旋桨强度计算采用分析计算法,该方于粘性流或势流。基于势流理论的升力线理论,升法把桨叶作为简单的悬臂梁,推力系数和扭矩系数力面理论和面元法虽然广泛应用于螺旋桨的设计与沿桨叶径向的分布形式按经验公式来假定,假定线性能预报,但由于势流理论忽略了流体粘性的影响,性规律分
7、布,计算包含大量简化,因此这种方法不无法准确预报螺旋桨的尾流场。随着CFD技术的发能准确的进行强度计算。有限元法是将连续的求解展,利用CFD技术预报螺旋桨的水动力性能开始得域离散为一组有限个单元的组合体,这样的组合体到广泛的应用。目前粘性流的计算主要是基于能解析地模拟或逼近求解区域。因此,采用有限元收稿日期:2013-11-04;修回日期:2013-12-26作者简介:黄璐(1990-),女,学士,研究方向为军用新船型开发及总体优化设计。·34·舰船科学技术第36卷法可以准确的对螺旋桨结构强度计算,得到桨叶变次完成。把桨叶各半径处型值点的空间坐标
8、导入形及产生的应力。Gambit,用NURBS命令生成桨叶周边曲线,根据周螺旋桨数值预报的影响因数有很多,如几何模边曲线建立桨叶曲面,最
