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原文传递大侧斜可调桨敞水性能分析

论文题名：	大侧斜可调桨敞水性能分析
关键词：	大侧斜可调桨;水动力性能;三维建模;粘性流场;FLUENT软件;数值计算
摘要：	对螺旋桨水动力性能进行预报的传统方法有升力线理论、升力面理论及面元法，它们均是基于流体为无粘假定下的势流方法，粘性效应只是根据试验或经验来进行修正。这类方法有它们自身无法克服的缺点。首先是势流方法忽略了粘性影响，就不能正确预报与螺旋桨噪声直接有关的螺旋桨流场的流动信息，如梢涡的形成、尾涡的结构和流动分离等，更不能考虑由于雷诺数相差悬殊而造成的模型桨和实桨之间的尺度效应关系；其次，势流理论需要凭经验来假设尾涡面的形状，而且这对螺旋桨参数非常敏感。为了克服势流方法的这些缺点，近年来国内外不少科研工作者已开始尝试采用CFD方法来获得船舶螺旋桨周围的粘性流场及其上述的一些重要流动特征。FLUENT软件的设计基于“CFD软件群”思想，可针对各种不同流动的特点，采用合适的数值解法，在计算速度、稳定性、精度等方面达到优化组合。本论文利用FLUENT的这些特点模拟大侧斜可调桨的三维粘性流场，在没有图谱可以利用的条件下，使CFD成为螺旋桨设计的手段之一。拟解决的关键问题是用前处理软件GAMBIT建模，给定合适的控制域、物理模型和边界条件等。论文主要完成了以下几方面的工作： 1)对大侧斜可调桨进行了三维的建模，选取适当的计算模式(计算域、网格划分、边界条件设置、求解参数设置等)对螺旋桨的三维粘性流场进行数值模拟计算，得到螺旋桨的敞水性能，与试验结果比较，证明计算模型的可靠性。 2)在上述基础上，通过改变计算域几何形状以及湍流参数计算各种不同计算模型的模拟结果，对其进行比较。 3)选取不同工况，计算可调桨在各种工况下的水动力性能，从而把握可调桨的总体性能，为可调桨的水动力性能预报做出贡献。试验结果与计算结果的对比表明本文采用的数值方法可以用于对大侧斜可调桨水动力性能的模拟计算和预测，且能获得常规方法无法得到的流场流态，速度、压力分布等，这必将减少试验的工作量，提高工作效率。
作者：	胡磊
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	谭廷寿
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文