船用螺旋槳的數(shù)值模擬及流固分析.pdf

1、螺旋槳的工作性能對船舶運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展非常重要,其研究方法主要分為試驗(yàn)方法和理論方法。相比試驗(yàn)方法,理論方法因?yàn)槠渲芷诙毯统杀镜颓覞M足工程精度而成為研究螺旋槳工作性能的重點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,基于粘流理論的計(jì)算流體力學(xué)法成為研究螺旋槳性能的主要方法。
　　螺旋獎的敞水效率是其工作效率的主要影響因素。本文首先研究了與船用螺旋槳相關(guān)的計(jì)算流體力學(xué)理論和有限元法理論;通過軟件研究了螺旋槳的建模及流體網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分方法;再分析螺旋槳

2、敞水工作時的推力、轉(zhuǎn)矩、敞水效率以及槳葉的總壓分布規(guī)律;然后將螺旋槳敞水工作時的槳葉受力加載到有限元分析軟件中分析螺旋槳的應(yīng)力應(yīng)變;最后通過繪圖方法分析螺旋槳的最大應(yīng)力、最大應(yīng)變與進(jìn)速系數(shù)三者的關(guān)系。本文通過這些研究得到以下結(jié)論:
　　(1)研究了船用螺旋槳涉及的計(jì)算流體力學(xué)理論和有限元法的理論;計(jì)算流體力學(xué)部分闡述了計(jì)算機(jī)流體力學(xué)的控制方程,比較了常用的-的三個湍流模型,并提出了一個RANS方程的解法。
　　(2)研究了螺

3、旋槳的建模方法和網(wǎng)格劃分方法;在UG通過輸入型值點(diǎn),然后構(gòu)建葉片的界面輪廓線,最后完成槳葉的建模;在Gambit中采用三角形非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法畫面網(wǎng)格和Tgrid方法畫體網(wǎng)格方法,分別完成了流體網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分的方法。
　　(3)使用Fluent軟件分析了螺旋槳的敞水性能;結(jié)合MRF轉(zhuǎn)動模型和RNG-湍流模型研究螺旋槳在不同進(jìn)速系數(shù)下的推力、轉(zhuǎn)矩和敞水效率,并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值比較,得出本文方法的工程可用性的結(jié)論。
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