基于速度勢面元法的三維水翼與螺旋槳水動(dòng)力性能預(yù)報(bào).pdf

1、隨著船舶運(yùn)輸業(yè)和計(jì)算流體力學(xué)在世界范圍內(nèi)的快速發(fā)展，作為船舶水動(dòng)力裝置的水翼和螺旋槳也取得了不斷的進(jìn)步。應(yīng)用數(shù)值計(jì)算方法可以更加靈活的對(duì)螺旋槳和水翼的水動(dòng)力進(jìn)行快速準(zhǔn)確預(yù)估，有效的規(guī)避由于設(shè)計(jì)弊端導(dǎo)致的水翼和螺旋槳的噪音、振動(dòng)和空蝕等缺陷，提高螺旋槳和水翼的水動(dòng)力性能和效率，具有經(jīng)濟(jì)快速的優(yōu)勢。因此，應(yīng)用數(shù)值計(jì)算方法，準(zhǔn)確快速的進(jìn)行螺旋槳和水翼的水動(dòng)力性能預(yù)估和分析具有重大的實(shí)際意義。
　　面元法是一種在物體的實(shí)際表面應(yīng)用邊界條件

2、進(jìn)行數(shù)值求解的數(shù)值計(jì)算方法，該方法能夠?qū)λ硪约奥菪龢膹?fù)雜表面形狀進(jìn)行精確的描述，并且建立準(zhǔn)確的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型，從而能夠更容易對(duì)所計(jì)算物體進(jìn)行水動(dòng)力求解與設(shè)計(jì)。根據(jù)目前的面元法發(fā)展情況來看，已經(jīng)有越來越多的國外的科學(xué)研究單位和組織使用該理論方法預(yù)估與研究螺旋槳的水動(dòng)力性能和表面壓力分布，并進(jìn)行相關(guān)的水動(dòng)力分析。
　　區(qū)別于常見的單一奇點(diǎn)的渦格分布速度面元法，本文應(yīng)用由兩種奇點(diǎn)組合分布的速度勢面元法，并且在此基礎(chǔ)上加入了B樣條曲線

3、擬合，對(duì)面元角點(diǎn)和控制點(diǎn)進(jìn)行更加精確的插值與擬合，由于B樣條曲線的擬合與計(jì)算過程涉及控制點(diǎn)周圍的若干面元，因此能夠確保插值點(diǎn)的精確性和連續(xù)性。在本文中，布置于面元上的奇點(diǎn)元素的擬合分布也采用了B樣條曲線擬合，這在一定程度上保證了奇點(diǎn)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的連續(xù)性，降低了表面速度勢的突變的可能性，提高了計(jì)算的精度和效率。
　　本文應(yīng)用上述數(shù)值方法對(duì)二維翼型的表面壓力系數(shù)和升力性能進(jìn)行了計(jì)算與分析，并與相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和分析;針對(duì)三維水