螺旋槳水動(dòng)力、空泡和噪聲性能預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、螺旋槳及其衍生出來的特種推進(jìn)器是現(xiàn)代艦船最常用的推進(jìn)裝置。其性能對(duì)艦船的快速性具有至關(guān)重要的影響,同時(shí)螺旋槳誘導(dǎo)的船體振動(dòng)、空泡及噪聲等對(duì)艦船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、隱身性能、螺旋槳結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、水動(dòng)力性能均有很大影響,至今仍然受到眾多研究者的關(guān)注。
　　本文首先針對(duì)目前螺旋槳相關(guān)水動(dòng)力性能的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)了建立螺旋槳三維模型及網(wǎng)格劃分的方法,并簡(jiǎn)要介紹了用于求解螺旋槳流場(chǎng)N-S方程的MRF方法和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的理論基礎(chǔ)和適用范圍。同時(shí),依據(jù)本文

2、的研究?jī)?nèi)容給出了文中使用到的湍流模型、空泡模型及噪聲模型。
　　由于FLUENT軟件集成了目前國(guó)內(nèi)外使用較為成熟的湍流模型、空泡模型及噪聲模塊,而且不同模型可以同時(shí)使用,用于螺旋槳空泡及輻射噪聲的數(shù)值計(jì)算,且易于上手操作。本文基于FLUENT軟件平臺(tái)首先對(duì)DTMB4119螺旋槳敞水性能的計(jì)算進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證及不確定度分析。并基于上述網(wǎng)格尺度要求及計(jì)算方法對(duì)不同側(cè)斜螺旋槳正車、倒車以及緊急倒車時(shí)的水動(dòng)力性能進(jìn)行計(jì)算,給出側(cè)斜對(duì)螺旋

3、槳敞水性能的影響。同時(shí)通過定性分析艇后螺旋槳非定常力和輻射噪聲特性是否與現(xiàn)有研究結(jié)論相符來驗(yàn)證本文所使用數(shù)值仿真方法的準(zhǔn)確性。螺旋槳片空泡的數(shù)值仿真則依據(jù)網(wǎng)上公開模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行,分析均勻來流時(shí)不同進(jìn)速系數(shù)及不同空泡數(shù)的螺旋槳推力崩潰性能及片空泡形狀、位置、大小是否與模型試驗(yàn)結(jié)果相符。
　　本文對(duì)螺旋槳水動(dòng)力性能、空泡及噪聲的數(shù)值仿真獲得了較好效果,結(jié)果與模型試驗(yàn)吻合,驗(yàn)證了所使用數(shù)值仿真方法的準(zhǔn)確性,螺旋槳水動(dòng)力性能計(jì)算具有工程