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原文传递导管桨水动力性能的数值分析

论文题名：	导管桨水动力性能的数值分析
关键词：	导管螺旋桨;计算流体力学;水动力性能;数值模拟
摘要：	导管螺旋桨在重载荷工况下具有较高的推进效率，并且在较大的工况范围及斜流中均能保持良好的工作状态，因而在现代船舶推进领域得到了广泛地运用。近年来，随着CFD(Computational Fluid Dynamics)方法的发展和计算流体力学商用软件的的不断完善，可以通过CFD计算软件对大部分复杂的工程问题进行准确而快速的求解，同时CFD方法也越来越广泛地应用于船舶流体力学领域。　　本文基于CFD方法，通过ICEM软件对导管螺旋桨及其所在流域进行建模及网格划分，并通过Fluent软件对导管螺旋桨的定常敞水性能、斜流中的非定常敞水性能和定常空泡性能进行了计算和分析。　　首先，本文通过ICEM创建了JD7704型导管+Ka4-55型螺旋桨组成的导管螺旋桨的三维模型和不同网格数的全结构化网格，通过定常的运动参考系（MRF）方法，利用不同的湍流模型对其敞水性能进行预报，并与已有的试验结果进行对比，得到了令人满意的计算结果，证明了本文所使用的建模、网格划分、计算方法的可行性。　　在分析导管螺旋桨的敞水性能时，本文针对不同形状的导管对螺旋桨的水动力性能的影响进行了计算，这其中包括改变导管的直径和长度、通过改变导管翼形剖面的拱度和攻角所获得的加速导管和减速导管、剖面形状为多段翼的双体导管，并对结果进行对比分析，发现并总结了其中的规律性变化。　　文章分别计算了JD7704型导管+Ka4-55型螺旋桨组成的导管螺旋桨和 BD12型导管+D4-70型螺旋桨组成的导管螺旋桨在斜流中的非定常敞水性能，对比分析了螺旋桨桨叶和导管上的压力分布、由螺旋桨产生的的推力和转矩的变化、流场中的速度分布等。研究结果表明导管的存在能够显著减小斜流中螺旋桨推力和转矩的脉动。　　最后，本文以BD12+D4系列导管桨为例，计算了导管桨的定常空泡性能，并对数值计算结果进行分析，为以后的导管桨的空泡性能计算提供参考。
作者：	王楠
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	胡健
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文