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1、第38卷第7期舰船科学技术Vol.38,No.72016年7月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJul.,2016毂帽鳍的节能机理分析齐慧博1，刘业宝2，张克正1，胡丽芬1(1.鲁东大学交通学院，山东烟台264025；2.中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京100076)摘要:应用计算流体力学方法（CFD），结合RNG湍流模型和动参考系计算模型（MRF），对普通桨和桨+毂帽鳍的敞水水动力性能进行计算，通过对毂帽鳍及螺旋桨叶片的受力情况进行研究，结合普通桨和桨+毂帽鳍2种情况的桨后尾流场分析，结果表明，桨后毂帽鳍上产生的推力和扭矩有限，桨+毂帽鳍的节能机理主要是
2、利用毂帽鳍削弱了毂涡，改善了桨后流场周向速度，提高了前桨的推力，从而提高了效率。关键词：螺旋桨；毂帽鳍；节能机理；计算流体力学中图分类号：U664.33文献标识码：A文章编号：1672–7619(2016)07–0138–05doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2016.07.031TheenergysavingmechanismanalysisofpropellerbosscapfinsQIHui-bo1,LIUYe-bao2,ZHANGKe-zheng1,HULi-fen1(1.LudongUniversity,Yantai264025,China;2
3、.ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnologyR&DCenter,Beijing100076,China)Abstract:Acomputationalfluiddynamics(CFD)method,combinedwithRNGturbulencemodelandthedynamicreferenceframemodel(MRF),wasusedtocalculatethehydrodynamicperformanceofnormalpropellerandpropellerbosscapfinsinopenwater.Throughresea
4、rchingtheforcedistributiononthepropellerandthefins,combinedwiththeanalyzingofthewakefieldsofnormalpropellerandpropellerwithbosscapfins,theresultsshowedthatthethrustandtorqueproducedbythefinswereverylittle,theenergysavingmechanismoffinswastoimprovethecircumferentialvelocityoftheflowfieldafter
5、thepropeller,andthenimprovedthethrustofthemainpropeller,therebyraisedtheefficiency.Keywords:propeller；propellerbosscapfins；energysavingmechanism；CFD0引言的普适性控制方程，所以本文以RANS方程为求解螺旋桨水动力性能计算的基本方程，其形式如下[1]：船舶运输在我国交通运输中占有很大比例，消耗()能源较多，因此，船舶节能技术的研究和应用对降低@uiuj@(ui)@P+=−+船舶能耗和减少环境污染具有重要意义。目前国内外@xj@t@
6、xi[()]对船用节能装置的研究较多，研究表明，螺旋桨毂帽@@ui@uj2@uj′′0+−0ij−uiuj+fi。鳍就是一种有效的节能装置。本文应用CFD方法对螺@xj@xj@xi3@xi(1)旋桨毂帽鳍的水动力性能进行预报，并与不加毂帽鳍的螺旋桨的水动力特性进行比较，分析了毂帽鳍的节式中：ui，uj为速度分量时均值（i，j=1,2,3）；P为能机理。压力时均值；ρ为流体密度；μ0为流体粘性系数；fi为′′单位质量的质量力；−uu为雷诺应力项。ij1控制方程与湍流模型2）湍流模型的选取1）控制方程湍流出现在速度发生变动的地方，这种波动使得在相对坐标系中，敞水条件下的
7、螺旋桨绕流呈现流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化，而且定常流动状态。RANS方程是粘性流体运动学和动力学引起了数量的波动。本文在计算时应用了k−"模型收稿日期:2015–12–14；修回日期:2016–01–15基金项目:国家自然科学基金青年资金资助项目(51509124)作者简介:齐慧博(1985–)，男，硕士，助教，主要从事船舶推进与节能方向研究。第38卷齐慧博，等：毂帽鳍的节能机理分析·139·的改进方案：RNGk−"模型。表2毂帽鳍的几何参数Tab.2DimensionsofP
