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非均匀来流中螺旋桨性能的CFD模拟方法研究
| 论文题名： | 非均匀来流中螺旋桨性能的CFD模拟方法研究 |
| 关键词： | 螺旋桨性能;非均匀来流;CFD软件;诱导速度;模拟方法 |
| 摘要： | 目前CFD方法在船舶螺旋桨上的应用不断增多，并逐步取代升力面和面元等势流方法，成为螺旋桨性能数值预报的主要手段。在螺旋桨的CFD模拟中，非均匀来流中螺旋桨的性能预报是一个重要环节，如何对桨叶平均力、非定常力以及空泡等性能进行准确预报是一项值得研究的工作。 在船尾伴流中螺旋桨非定常水动力的CFD预报方面，一般需要船桨同时计算，这样会增加计算模型的复杂性，消耗大量的计算时间，并且精确模拟船体与桨之间的非定常相互作用难度较高。如果不使用船体作为伴流发生器，由于CFD计算中只能将桨盘面处的伴流场设定在计算域入流边界处，则需要解决非均匀流从入流边界到桨盘面流动过程中的耗散问题。 为此，本文尝试研究给定入流边界非均匀流速分布时螺旋桨非定常力的CFD预报方法。通过减小从入流边界到桨盘面的距离并加密该区域网格来减小速度耗散量，同时在入流边界处导入螺旋桨诱导速度(采用势流方法计算)，减小由于计算域缩小引起的水动力计算误差。计算与试验的比较表明，本文方法可以对轴向伴流中的螺旋桨非定常力进行较准确的预报，入流距离的缩短有效减少了伴流的耗散，加入诱导速度改善了水动力时间平均值的计算精度。 本文还将考虑诱导速度的计算方法应用于导管螺旋桨系柱工况性能的CFD预报。目前系柱性能预报一般采用大计算域减弱边界回流影响、克服收敛速度慢的困难，而本文方法不仅可以大幅减小计算域尺寸、提高计算效率，而且能够提高系柱水动力模拟精度。 |
| 作者： | 赵辰 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 杨晨俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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