可調螺距螺旋槳敞水及自航性能數值分析研究.pdf

1、可調螺距螺旋槳能夠根據載況變化通過調整螺距充分吸收主機功率，適合作為多工況船舶的推進器，研究可調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報螺旋槳水動力的作用，但無法克服忽略粘性的缺點。隨著計算機軟硬件的發(fā)展，計算流體力學CFD已成為螺旋槳粘流場分析的重要工具。
　　本研究主要內容包括：⑴對五葉大側斜KAPPEL槳—KP505進行三維立體建模，根據

2、葉剖面幾何關系及相關坐標轉換公式，基于MATLAB編程計算得到槳葉表面的三維空間坐標，導入Gambit中進行螺旋槳實體建模；⑵以KP505槳為研究對象，基于CFD的方法數值模擬研究螺旋槳敞水性能，將計算得到的推力系數KT、扭矩系數10KQ及敞水效率η0與試驗值進行對比，考察漿葉表面壓力云圖、弦向壓力分布和螺旋槳尾流，較為充分地驗證了CFD數值模研究螺旋槳敞水性能的可靠性。同時還考慮了不同湍流模型、定常計算與非定常計算等因素對敝水計算的影

3、響，為后續(xù)計算工作提供了技術指導；⑶以KP505為母型槳，通過定義轉葉軸和設定調距角β0對KP505進行調距處理，得到不同螺距比下槳葉的幾何狀態(tài)，進行不同螺距比下的敝水性能的計算，分析調距槳敞水性能隨螺距比的變化規(guī)律；⑷以KCS船、調距槳為研究對象，進行帶調距槳船模自航試驗的數值模擬，得到船模自航點對應的螺距比及相關自航因子。在船模自航試驗結果的基礎上，基于1978ITTC標準預報方法對實船性能進行預報，以探究基于CFD方法預報帶調距實