高階面元法預(yù)報(bào)螺旋槳水動(dòng)力性能.pdf

1、隨著世界航運(yùn)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluod Dynamics)的不斷發(fā)展,螺旋槳作為一種應(yīng)用廣泛的船舶推進(jìn)裝置也在不斷發(fā)展中.采用理論計(jì)算方法設(shè)計(jì)螺旋槳具有更大的靈活性和適應(yīng)性,同時(shí),通過理論計(jì)算方法對(duì)螺旋槳的水動(dòng)力性能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),對(duì)于避免不良設(shè)計(jì)所帶來振動(dòng)和噪聲,進(jìn)一步提高螺旋槳的效率有著重要的意義.因此,深入地研究如何準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)螺旋槳的水動(dòng)力性能是非常重要的.面元法是在實(shí)際物面上滿足物面邊界條件,沒有對(duì)

2、螺旋槳的幾何形狀做任何假設(shè),能更精確地描述螺旋槳的復(fù)雜幾何形狀,其數(shù)學(xué)模型更加完善.用面元法不僅可以準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩,而且可以準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)螺旋槳表面的壓力分布.就當(dāng)前國內(nèi)外螺旋槳的研究發(fā)展水平而言,面元法已經(jīng)被許多研究機(jī)構(gòu)用來解決螺旋槳性能和壓力分布的預(yù)報(bào)問題.為了提高計(jì)算精度,加速非線性迭代的收斂性,面元法正沿著由低階向高階的方向發(fā)展.該文采用了一種基于B樣條的高階面元法預(yù)報(bào)螺旋槳的定常水動(dòng)力性能,不但用B樣條表達(dá)螺旋槳表面

3、的幾何形狀,而且還用其表示螺旋槳表面的偶極子分布,B樣條的應(yīng)用提高了螺旋槳的幾何以及偶極子密度表達(dá)的精度.在這種基于B樣條的面元法中,由于插值多項(xiàng)式涉及附近的幾個(gè)單元,而不像一般的面元法只限制在一個(gè)單元內(nèi),因此物體表面是光滑的,速度勢(shì)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)由于采用樣條函數(shù)表達(dá),在整個(gè)物體表面也是連續(xù)的.并且,基于B樣條函數(shù)對(duì)于插值的準(zhǔn)確性,較為粗糙的網(wǎng)格劃分也能得到比較精確的結(jié)果,而且提高了計(jì)算效率.該文采用該方法計(jì)算了螺旋槳在定常條件下的推力、