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半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究*

作者：施宇翔，张凌新，邵雪明* 日期：2014-10-08/span> 浏览：3380 查看PDF文档

半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究*

施宇翔，张凌新，邵雪明*

（浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027）

摘要：针对半浸式螺旋桨的水动力性能问题，应用CFD方法对其流场进行了数值模拟研究，并把结果与实验进行比较。通过求解雷

诺平均方程（RANS）来模拟流场，采用SST k -ω 湍流模型来计算RANS 方程中的雷诺应力。利用Fluent 中的明渠流动（Open Channel Flow）功能模拟空泡水筒中的气液两相流动，采用VOF方法捕捉自由液面。应用滑移网格法完成搅拌桨的转动，实现了对一个五叶右旋半浸式螺旋桨的数值模拟。研究结果表明，桨的尾流场形态与实验结果吻合地较好，证明了CFD方法预测半浸式螺旋桨性能的有效性。在较低浸入深度时，数值模拟可以很好地预测半浸式螺旋桨的性能。随着浸入深度的增加，推力系数和效率的预测结果基本准确，扭矩系数的预测结果有一定偏差。从数值计算结果中，可以获得宏观力的脉动曲线和完全入水桨叶的压力分布，并且可以对桨叶出水和入水过程进行详细的研究。

关键词：半浸式螺旋桨；数值模拟；尾流场；性能曲线

中图分类号：TH133；U661.31+3；TP302.7 文献标志码：A 文章编号：1001-4551（2014）08-0985-06

本文引用格式：

施宇翔，张凌新，邵雪明. 半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究［J］. 机电工程，2014，31（8）：985-990.

SHI Yu-xiang，ZHANG Ling-xin，SHAO Xue-ming. Numerical study of the hydrodynamic performances of surface piercing propeller［J］. Journal of Mechanical & Electrical Engineering，2014，31（8）：985-990.