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原文传递螺旋桨三维粘性流数值模拟研究

论文题名：	螺旋桨三维粘性流数值模拟研究
关键词：	船舶工业;螺旋桨;三维粘性流;数值模拟
摘要：	采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值计算的手段实现对螺旋桨性能的精确预报,是近二十年来国内外学者努力的目标。随着船舶CFD计算方法和计算能力的发展,预报精度得到不断的提高,对螺旋桨优化设计作用日益明显,就这一点而言大有取代模型试验的趋势。尤其是三维螺旋桨粘性流计算方法,它可以精确捕捉螺旋桨周围的流场细节包括模型试验难以预报的螺旋桨流场,对螺旋桨的设计等等都有着重大意义。　　本文基于对粘性流场数值计算常用方法的分析,为了计算螺旋桨粘性绕流这一高雷诺数流动问题,选用求解定常的雷诺时均N-S(RANS)方程的方法。为了封闭RANS方程,选用了湍流模型确定湍流粘性系数和湍流动能,同时采用了壁函数方法处理壁面边界。　　采用PRO/E软件对螺旋桨叶片进行三维造型,应用ANSYSY.CFX网格划分软件对螺旋桨流场进行非结构网格划分,为提高求解精度、加快求解速度,采用了网格局部加密技术。　　在计算方法上采用了有限体积法进行离散,用 SIMPLE算法求解 N-S方程,用ANSYS.CFX对三维不可压湍流流场进行数值模拟研究。　　结果表明:运用RANS方程方求解螺旋桨粘流场不但能提供普通势流方法所能提供的结果,如水动力性能、桨叶表面的负荷分布等,还能提供螺旋桨粘性流动所特有的一些重要现象与特征,如桨叶边界层流动、流动的分离现象、桨叶所受的粘性力以及梢涡的形成与结构、螺旋桨尾流场等,不但能从定性上而且能从定量上预报螺旋桨粘流场,为螺旋桨噪声、振动的分析研究提供基础依据。
作者：	田伟
专业：	水下工程
导师：	邱磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文