对转桨水动力性能的数值模拟

武汉理工大学学报 ›› 2016, Vol. 38 ›› Issue (9) : 51-59.

交通科学与工程

对转桨水动力性能的数值模拟

胡健,郭婷婷,郭磊

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摘要

为了研究对转桨的工作机理，采用CFD方法探讨了前桨和后桨之间的水动力干扰问题。计算过程中，利用komega SST模型分析了对转桨诱导的湍流流动。为了保证计算结果的精度和减少计算时间，计算域用全结构化网格进行划分。整体计算域被划分为大域、包含前桨的小域和包含后桨的小域3块。小域中用多重参考系坐标系方法模拟螺旋桨的旋转，采取交界面技术实现小域和大域之间的速度、湍流动能和耗散动能等数据传递。利用试验数据对数值计算结果进行了校核，在此基础上，分析了对转桨推力和转矩的脉动特性，并研究了前桨和后桨之间的水动力干扰问题，探讨了对转桨的节能机理。结果表明，旋向相反的前桨和后桨能够抑制流体的周向旋转速度，减小能量损失并达到节能效果。