可調(diào)螺距螺旋槳敞水及自航性能數(shù)值分析研究.pdf

1、可調(diào)螺距螺旋槳能夠根據(jù)載況變化通過(guò)調(diào)整螺距充分吸收主機(jī)功率，適合作為多工況船舶的推進(jìn)器，研究可調(diào)螺距螺旋槳敞水性能有利于了解該類型槳的工作特性。傳統(tǒng)的螺旋槳敞水性能分析方法有升力線法、升力面法及面元法，這些方法雖均能起到預(yù)報(bào)螺旋槳水動(dòng)力的作用，但無(wú)法克服忽略粘性的缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)CFD已成為螺旋槳粘流場(chǎng)分析的重要工具。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)五葉大側(cè)斜KAPPEL槳—KP505進(jìn)行三維立體建模，根據(jù)

2、葉剖面幾何關(guān)系及相關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，基于MATLAB編程計(jì)算得到槳葉表面的三維空間坐標(biāo)，導(dǎo)入Gambit中進(jìn)行螺旋槳實(shí)體建模；⑵以KP505槳為研究對(duì)象，基于CFD的方法數(shù)值模擬研究螺旋槳敞水性能，將計(jì)算得到的推力系數(shù)KT、扭矩系數(shù)10KQ及敞水效率η0與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，考察漿葉表面壓力云圖、弦向壓力分布和螺旋槳尾流，較為充分地驗(yàn)證了CFD數(shù)值模研究螺旋槳敞水性能的可靠性。同時(shí)還考慮了不同湍流模型、定常計(jì)算與非定常計(jì)算等因素對(duì)敝水計(jì)算的影

3、響，為后續(xù)計(jì)算工作提供了技術(shù)指導(dǎo)；⑶以KP505為母型槳，通過(guò)定義轉(zhuǎn)葉軸和設(shè)定調(diào)距角β0對(duì)KP505進(jìn)行調(diào)距處理，得到不同螺距比下槳葉的幾何狀態(tài)，進(jìn)行不同螺距比下的敝水性能的計(jì)算，分析調(diào)距槳敞水性能隨螺距比的變化規(guī)律；⑷以KCS船、調(diào)距槳為研究對(duì)象，進(jìn)行帶調(diào)距槳船模自航試驗(yàn)的數(shù)值模擬，得到船模自航點(diǎn)對(duì)應(yīng)的螺距比及相關(guān)自航因子。在船模自航試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，基于1978ITTC標(biāo)準(zhǔn)預(yù)報(bào)方法對(duì)實(shí)船性能進(jìn)行預(yù)報(bào)，以探究基于CFD方法預(yù)報(bào)帶調(diào)距實(shí)