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基于STAR-CCM+和Fluent的可调螺距螺旋桨的水动力性能研究
| 论文题名： | 基于STAR-CCM+和Fluent的可调螺距螺旋桨的水动力性能研究 |
| 关键词： | 船舶工程;可调螺距桨;水动力性能;可靠性 |
| 摘要： | 因为特殊的功能，螺旋桨在船舶领域里成为了广泛使用的推进装置，人们持续的追求其性能的高效以及减少能源的浪费。随着特种推进装置诞生于世，螺旋桨的发展上升到了一个新的高度。其中，可调螺距桨的特点明显，越来越受人们重视。可调桨顾名思义就是螺距可以自行调节的螺旋桨。通过改变调距桨螺距角的大小，进而改变螺旋桨的水动力性能，从而能够让船舶适应多种工况条件。本文利用CFD数值模拟技术，探索可调螺距桨的水动力性能，具体的研究内容和步骤如下: 1.对JDC3-50可调桨进行三维坐标变换，利用Gambit软件建立可调桨的三维模型，确立了建立计算区域、划分计算域网格、设置边界条件的方法，并利用fluent里进行数值模拟，得到的结果与试验值比较分析，证明利用本文中应用的Gambit和Fluent对可调螺距桨进行数值模拟方法的可靠性，同时为下一章进行铺垫。另外对压力云图进行分析。 2.利用STAR-CCM+高度集中化以及拥有强大网格划分功能的特点，对JDC3-50可调螺距螺旋桨进行数值模拟分析，将结果同fluent的数值计算结果进行比较，并且结合试验结果分析两种方法的精确性和效率。通过对比发现，STAR-CCM+在研究螺旋桨的水动力性能方面和fluent相比精确度相似，然而前者的操作更为简便，而且在网格划分这方面相比于Gambit更有优越性，便于控制，节约时间效率高。所以确定了接下来利用STAR-CCM+数值分析的方法。 3.应用螺旋桨设计图谱法设计一个四叶的可调螺距桨。并且建立设计可调螺距桨不同螺距比的三维模型，在不同进速条件下进行数值计算，目的为了模拟可调桨根据不同工况来调整螺距角的大小。对结果进行分析探究该设计可调桨在不同进速下的最佳螺距角大小，并且对曲线和表格进行分析，得出结论。此外建立设计可调桨在初始螺距角下不同盘面比的三维模型，利用STAR-CCM+进行数值模拟，分析盘面比对可调桨水动力性能的影响。并验证设计所选盘面比Ad=0.6为最佳参数。以上的探究分析对于后人研究可调螺距桨的设计而言具有指导性意义。 |
| 作者： | 杨智强 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 金朝光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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