斜流中螺旋桨性能数值分析方法研究.doc

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1、.word可编辑.斜流中螺旋桨性能数值分析方法研究张志荣洪方文（中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）摘要：本文采用CFD技术，对斜流条件下螺旋桨非定常水动力性能预报方法进行了研究，分别采用准定常、滑移网格、运动网格等三种处理方法，考察分析了螺旋桨斜流条件下的非定常水动力性能，结果表明，采用准定常处理方法不能很好预报非定常水动力性能，而其他两种方法则基本一致，可以用于螺旋桨的非定计算。本文还对DTMBP4679螺旋桨的进行了非定常计算，计算结果和试验测量值进行了比较，结果吻合较好。关键词：斜流、螺旋桨、水动力性

2、能、数值分析中图分类号：U661.2文件标识码：AResearchonperformanceanalysismethodforpropellerinobliqueflowZHANGZhi-rongHONGFang-wen(ChinaShipScientificResearchCenter,Wuxi214082,China)ABSTRACT:Thepredictionmethodofunsteadyhydrodynamicsperformanceofpropellerinobliqueflowwasstudiedusi

3、ngCFDtechnique.Thequasi-steadymethod,slidingmeshmethodandmovingmeshmethodwereusedrespectively.Andtheunsteadyperformanceofpropellerinobliqueflowisreviewedandanalyzed.Itisshownthatthequasi-steadymethodisnotappropriatedforunsteadyperformancepredictionofpropeller.T

4、heothertwomethodsarealmostsameandcanbeusedforpredictionofunsteadyperformance.TheunsteadyhydrodynamicperformanceofDTMBP4679propellerinobliqueflowarecalculatedandcomparisonsaremadewithexperimentalresults.Theagreementbetweencalculatedandexperimentalresultsissatisf

5、ying.1引言螺旋桨工作在船后非均匀的三维伴流场中，不同半径处的进速是不同的，即使在同一半径处，绕桨轴一周内螺旋桨叶剖面也在不同的进速条件下工作。这种伴流的不均匀性使螺旋桨极易产生脉动的空泡。一旦桨叶上产生这种脉动的空泡后，螺旋桨噪声就成为舰船主要的噪声源。同时，螺旋桨空泡诱导的脉动压力急剧上升，也将使船体艉部产生强烈振动。因此不均匀伴流场中的螺旋桨性能分析一直受到螺旋桨设计者的极大关注。最重要的方法是模型试验。但是模型试验存在尺度、伴流场的模拟、结果换算和经费等众多问题的困扰，模型试验方法受到极大的限制。数值方法

6、可以克服上述试验方法存在的不足，因而一直以来受到重视。势流方法是螺旋桨性能分析中常用的数值方法。在非均匀流中螺旋桨非定常性能分析也常常采用势流方法，比较突出的有Kinnas[1]和Hosino[2]。国内也有陈家栋[3]、雄鹰[4]、刘小龙[5]等用势流方法分析不均匀流场中螺旋桨性能。.专业.专注..word可编辑.势流方法在处理非均匀进流中螺旋桨性能时，需要处理库塔条件和假定尾涡形状，有一定的人为因素。而粘流CFD方法则没有这些复杂的人为处理，当前粘性CFD的发展迅速，使得用CFD方法研究非均匀进流中螺旋桨的性能变

7、得越来越容易。Funeno[6]用粘流CFD方法分析了大侧斜桨非定常性能、WATANABE[7]使用商业软件FLUENT研究了非均匀伴流中的螺旋桨性能。斜流是一种简单的非均匀流场，考核斜流中螺旋桨非定常性能数值预报能力，有助于发展可靠的非定常螺旋桨CFD预报方法。本文采用不同方法，计算斜流条件下螺旋桨水动力性能，并对数值结果进行分析，将为非均匀进流条件下的螺旋桨非定常性能分析提供指导。2研究对象及工况本文研究对象是DTMBP4679螺旋桨（如图1）。该螺旋桨在DTMB进行了斜流中桨叶表面压力测量，曾作为二十二届ITT

8、C推进委员会螺旋桨RANS/面元法研讨会[8]的基准桨。图1DTMBP4679螺旋桨本文计算工况采用DTMB试验工况之一（如表1），斜流角7.5度，进速系数选J＝1.078。螺旋桨直径250mm。表1计算工况进速系数J=V/nD1.078进速V6.7375转速n25ps3计算方法描述由于螺旋桨在斜流中运转，桨叶在一周内所遭遇的进流是变化的，因而