螺旋桨空化初生的判定和空化斗的数值分析

作     者：杨琼方 王永生 张志宏 

作者机构：海军工程大学船舶与动力学院武汉430033 海军工程大学理学院武汉430033 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2012年第46卷第3期

页      面：410-416页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51009144) 

主　　题：螺旋桨 空化初生 空化斗 空化模型 湍流模型 

摘      要：为了实现空化多相流模拟在螺旋桨空化初生和空化斗预报中的应用,采用改进Sauer空化模型和修正剪切应力输运(SST)湍流模型,对NSRDC4381桨的叶背和叶面片空化初生、梢涡空化初生和空化斗底线特征进行了模拟、校验和分析,提出了当σσi时,叶梢截面压力系数分布不再改变的空化初生判定准则,并分析了其适用范围.同时,将空化斗由传统的三区细分为五区,以更准确地描述不同工况点的桨叶空化状态.结果表明,在设计和非设计进速系数下,预报桨叶叶背和叶面不同叶截面的初生空化数均与实验值吻合较好;模拟梢涡空化初生再现了局部梢涡空化和导边梢涡空化同时存在的现象,证明了分别用叶背0.7R截面和叶面0.4R截面的片空化初生曲线来表征叶背和叶面可视梢涡空化初生的合理性.空化初生判定准则适用于空化斗底线上方的叶背和叶面片空化区.将空化斗底线下方区域进一步细分为叶背0.3R至叶梢的片空化区以及叶背与叶面同时片空化区,以更好地在工程中应用空化斗来描述桨叶空化形态和求取空化航态的航速.