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半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究
| 论文题名： | 半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究 |
| 关键词： | 半浸式螺旋桨;水动力性能;数值模拟;雷诺平均方程;推力系数;扭矩系数 |
| 摘要： | 半浸式螺旋桨是一种重要的特种螺旋桨，由于其高效率、可减小快艇的附体阻力、减少桨叶剥蚀等优点，在高速滑行艇和浅吃水船上得到了越来越广泛的应用。然而，至今人们对其周围流场的流动特性还缺乏足够的认识。迄今，半浸式螺旋桨的研究主要依靠理论计算和水动力实验这两种方法，然而他们都有自身的局限性。应用数值模拟研究半浸式螺旋桨的流场目前还很少，本文应用CFD方法对其进行了研究。 本文通过求解雷诺平均方程（RANS）的方法计算流场，通过VOF方法捕捉自由液面，应用滑移网格模型完成桨的转动，实现了对一个五叶右旋半浸桨流场的数值模拟，并把计算所得的定性和定量的结果与实验结果进行比较。研究结果表明:在较低浸入深度时，数值模拟可以很好的预测半浸式螺旋桨的性能，尤其是进速系数在0.9到1.4之间。随着浸入深度的增加，推力系数和效率的预测结果基本准确，扭矩系数的预测结果有一定偏差。另外，通过数值模拟可以正确预报半浸式螺旋桨的水平侧向力和垂向力，准确获得推力中心的位置，并且能够得到出入水过程中桨叶周围流场的变化情况。 本文所给出的有关半浸式螺旋桨的模拟方法为以后的研究提供了参考。本文的计算结果可以为实际的工程设计和优化提供帮助。 |
| 作者： | 施宇翔 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 邵雪明;张凌新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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