网格变形控制技术在带前置定子导管桨水动力优化设计中的应用.pdf

《网格变形控制技术在带前置定子导管桨水动力优化设计中的应用.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33卷第12期2011年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．33，No．12Dec．，2011网格变形控制技术在带前置定子导管桨水动力优化设计中的应用刘敏，张宁，高同兵，闫学琳，陈小宁(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：应用网格变形控制技术，对带前置定子导管桨进行了转动叶片水动力外形的优化设计研究，优化方案的敞水效率较原始方案提高了2％，并能显著减弱叶梢流动的分离现象。优化结果表明，基于网格变形控制技术的网格重构方法能在保证网格相似性的条件下，解决多方案网格自动生成的难题，便于进行组合式推进器的水动力性能优

2、化设计。关键词：网格变形控制技术；带前置定子导管桨；水动力优化设计中图分类号：U664．34文献标识码：A文章编号：1672—7649(2011)12-0019一05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2011．12．004Applicationofcontroledmeshdeformationtechnologyinhydrodynamicoptimizationdesignforaductedpropellerwithpre-swirlstatorLIUMin，ZHANGNing，GAOTong—bing，YANXue—lin，CHEN

3、Xiao—ning(WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Thispaperappliedcontroledmeshdeformationtechnologytohydrodynamicprofileoptimizationofaductedpropellerwithpre—swiftstator．Openwaterefficiencyoftheoptimizationschemeis2％higherthantheinitialscheme．andtheflowse

4、parationnearthebladetipishighlybroken．Theresultsofthispaperindicatesthatmeshreconstructionmethodbasedoncontroledmeshdeformationtechnologycansettletheprobleminthemeshautomaticgenerationformulti—schemedesignintheconditionofmeshsimilarityandcanbeusedinhydrodynamicoptimizationdesignforint

5、egratedpropulsor．Keywords：controledmeshdeformationtechnology；ductedpropellerwithpre—swidstator；hydrodynamicoptimizationdesignO引言在过去的20年里，气动优化设计(ADO)已经成为计算流体力学应用方面的一个重要研究领域。进行优化设计时，需要对各方案进行设计结果的预估评价，其中CFD技术在流体性能优化方面得到了广泛应用。然而，在对样本进行采样分析时，相应的网格自动化生成技术仍是目前的研究难点。网格生成不仅需要较大的计算资源和较长的运算时间，而且

6、对参数变化范围较大的样本，极易失败，从而导致样本的缺失。或是生成的网格质量较差，得到误差较大的结果，使得优化失败。目前，进行性能优化的网格生成方法主要有面元法、网格模板和非结构化网格3种。但这些方法均存在一定的局限性。如赵威⋯等采用面元法进行螺旋桨性能优化，避免了流域自动网格生成的难题，但针对泵喷推进器这样的复杂结构，其适用性需要进一步研讨。Andrea¨。等采用CFD分析和优化技术对高升力涡轮叶栅进行了性能优化，其中网格重构采用网格模版的方法生成。对于几何相似的样本，可以采用网格模板的方法生成网格。然而对相收稿日期：2010-12-02；修回日期：2011—05

7、-27作者简介：刘敏(1980一)，男，工程师，主要研究方向为船舶总体性能及推进器设计。．20．舰船科学技术第33卷似性较小的样本，该方法容易生成带负体积的计算网格，从而使得CFD模拟无法进行。另外，ICEM-CFD针对结构化网格提供了重复利用块文件的网格生成方法，但因为需要指定拓扑对应关系而在自动网格生成方面存在不足。目前，由于非结构化网格对边界的适应性强，而被广泛用于CFD优化。刘艳”。等在NACA0012翼型非结构化网格的基础上，采用动弹网格技术生成翼型样本网格。但该方法无法保证各样本的网格相似性，特别是边界层网格的生成。本文基于网格变形控制技术进行了网格重

8、构。由1套