复合材料螺旋桨非定常流固耦合特性数值分析

作     者：李子如 李广辉 何朋朋 贺伟 LI Ziru;LI Guanghui;HE Pengpeng;HE Wei

作者机构：武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 

出 版 物：《华中科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2019年第47卷第9期

页      面：7-13页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2019Ⅲ076GX) 国家自然科学基金资助项目(51609189,51775400) 

主　　题：复合材料螺旋桨 雷诺平均纳维-斯托克斯方法 有限元方法 流固耦合 非均匀流场 结构响应 

摘      要：针对船用复合材料螺旋桨在非均匀流中的水弹性问题,采用雷诺平均纳维-斯托克斯方法(RANS)和有限元方法(FEM)分别求解螺旋桨流场和结构场,并结合滑移网格和动网格技术,建立了船用复合材料螺旋桨双向瞬态流固耦合计算方法.以DTMB4381桨为对象,采用ANSYS ACP构建复合材料桨有限元模型,计算了正交各向异性碳纤维复合材料(CFP)桨在均匀流场和非均匀流场中的水动力性能和结构响应.研究表明:CFP桨的流固耦合效应较小,在均匀流中具有与刚性桨基本相当的水动力性能;CFP桨在非均匀流中桨叶结构响应(位移、速度和加速度)在高伴流区域、叶梢和导边区域较大,变化也更为剧烈.