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基于CFD方法的螺旋桨水动力性能预报

海军工程大学学报 2008年第4期20卷 107-112页

作者：王超黄胜解学参哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

运用计算流体力学软件对粘性流场中敞水螺旋桨的水动力性能进行了计算研究,模拟了某型螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨表面压力分布以及螺旋桨后尾流场情况等。在数学建模的过程中,利用FORTRAN语言编制了计算螺旋... 详细信息

运用计算流体力学软件对粘性流场中敞水螺旋桨的水动力性能进行了计算研究,模拟了某型螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨表面压力分布以及螺旋桨后尾流场情况等。在数学建模的过程中,利用FORTRAN语言编制了计算螺旋桨型值点的程序,然后把计算值导入Fluent的前处理器Gambit进行建模,并采用样条曲线去拟合各个型值点,从而建立了光滑的三维螺旋桨表面外形。介绍了利用Fluent软件在螺旋桨敞水性能计算中的计算流程,以某一标准螺旋桨作为研究对象,给出了敞水性能曲线的计算结果,并与试验测量值作了比较。由对结果的比较分析可知,基于CFD方法可以形象、真实地获知螺旋桨表面的压力以及尾部流场的分布情况,并且数值仿真结果可以满足工程应用。

关键词：螺旋桨水动力性能 Fluent 粘性流场数值模拟

基于SPIV的压浪板对DTMB5415船模尾流场影响的试验研究

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中国造船 2021年第2期62卷 1-13页

作者：宋科委解学参孙聪郭春雨王超李平哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 中国舰船研究设计中心武汉430064

以DTMB5415船模为研究对象,基于体视粒子图像测速技术(Stereoscopic Particle Image Velocimetry,SPIV)对压浪板安装前后的船模伴流场及尾流场中多个截面进行测量。PIV测量对船体边界层内流动进行了很好的捕捉,与国际上公开的相关流场... 详细信息

以DTMB5415船模为研究对象,基于体视粒子图像测速技术(Stereoscopic Particle Image Velocimetry,SPIV)对压浪板安装前后的船模伴流场及尾流场中多个截面进行测量。PIV测量对船体边界层内流动进行了很好的捕捉,与国际上公开的相关流场信息具有较高的吻合度,补充了DTMB5415基准船模的流场数据库。压浪板的安装会降低桨盘面速度,且压浪板的影响会随着船舶航速的增大而增大,在Fr数为0.28和0.41时,桨盘面平均速度分别降低了0.77%和1.45%。此外,压浪板对流场测点的影响随着距离的减小而增大,在X/LPP为0.95、0.97和0.99这三个截面上的平均无量纲轴向速度分别降低了0.009、0.0273和0.0459。

关键词：压浪板尾流场粒子图像测速技术伴流分数

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鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响

海军工程大学学报 2009年第2期21卷 50-54页

作者：黄胜解学参胡健哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为考察鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响,用基于速度势的面元法建立了吊舱推进器水动力性能计算的数学模型,对附鳍的吊舱式推进器的定常及非定常水动力性能进行了预报。螺旋桨和吊舱及鳍之间的相互影响通过迭代计算来处理。采用计算... 详细信息

为考察鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响,用基于速度势的面元法建立了吊舱推进器水动力性能计算的数学模型,对附鳍的吊舱式推进器的定常及非定常水动力性能进行了预报。螺旋桨和吊舱及鳍之间的相互影响通过迭代计算来处理。采用计算较为简便的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面形状的面元以消除面元间的缝隙。在桨叶随边满足压力Kutta条件,用Yanagizawa方法求得物体表面的速度分布。计算了无鳍、单鳍和双鳍拖式吊舱推进器的水动力性能,计算结果表明,鳍会产生推力,使得双鳍时整个推进器的水动力性能最好,单鳍次之,无鳍最低。

关键词：附鳍吊舱推进器面元法水动力性能流场

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非均匀粘性流场螺旋桨非定常水动力性能研究

船舶工程 2015年第6期37卷 37-40,62页

作者：解学参姜治芳邱辽原中国舰船研究设计中心武汉430064

基于RANS方程和RNG k-ε湍流-模型,采用结构-非结构多块混合网格研究了船后非均匀流场中螺旋桨的非定常水动力性能。计算了DTMB4119螺旋桨的敞水性能,考察了网格依赖性。采用傅立叶变换进行了螺旋桨伴流场的谐调分析,并结合UDF功能实现... 详细信息

基于RANS方程和RNG k-ε湍流-模型,采用结构-非结构多块混合网格研究了船后非均匀流场中螺旋桨的非定常水动力性能。计算了DTMB4119螺旋桨的敞水性能,考察了网格依赖性。采用傅立叶变换进行了螺旋桨伴流场的谐调分析,并结合UDF功能实现了模型试验伴流场的输入。采用滑移网格技术模拟了非均匀流场中HSP螺旋桨的非定常特性。计算结果与试验结果的比较表明,建立的船后螺旋桨的非定常受力及表面压力分布计算方法精度较高,能够满足工程应用要求。

关键词：螺旋桨非均匀流场非定常性能 RANS

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微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

中国舰船研究 2015年第3期10卷 7-12,56页

作者：邢维升解学参姜治芳陈大融海军驻大连船舶重工集团有限公司军事代表室辽宁大连116005 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破... 详细信息

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。

关键词：微颗粒噪声空蚀损伤振动空蚀试验旋转圆盘试验循环水槽试验

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开设内槽翼型的水动力性能数值模拟

中国舰船研究 2020年第4期15卷 127-134页

作者：解学参常晟铭王超郭春雨中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

[目的]水下翼型具有减阻和节能的特点,因此,常应用于高性能船舶的舵和减摇鳍的设计之中。从目前对翼型的水动力性能研究来看,对翼型进行一定程度的改进,如开设内槽、增设前缘结节等,均会使翼型的水动力性能得到显著提升。为研究开设不... 详细信息

[目的]水下翼型具有减阻和节能的特点,因此,常应用于高性能船舶的舵和减摇鳍的设计之中。从目前对翼型的水动力性能研究来看,对翼型进行一定程度的改进,如开设内槽、增设前缘结节等,均会使翼型的水动力性能得到显著提升。为研究开设不同形式的内槽对翼型水动力性能的影响并探求相关作用机理,开展相关研究。[方法]对NACA0012型号的翼型开设内槽,利用计算流体力学的方法对具有不同内槽形式的翼型进行水动力计算。[结果]结果表明:将椭圆形式的内槽开设在翼型前缘对翼型水动力性能的提升最为显著,而为了保证内槽处水流的平稳流动,内槽应有一定的宽度。[结论]研究成果能够对船用舵的改进起到一定的参考作用。

关键词：水翼内槽水动力性能数值模拟

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螺旋桨水动力性能及流固耦合数值模拟

舰船科学技术 2014年第11期36卷 33-37页

作者：黄璐陈立邱辽原解学参中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

根据螺旋桨局部坐标转换成全局坐标的型值,建立螺旋桨的三维几何模型。基于商业软件,分别研究分区混合流体网格和结构网格的划分。使用Fluent软件分析螺旋桨的敞水性能,结合MRF转动模型和SST湍流模型研究螺旋桨在不同进速系数下的推力... 详细信息

根据螺旋桨局部坐标转换成全局坐标的型值,建立螺旋桨的三维几何模型。基于商业软件,分别研究分区混合流体网格和结构网格的划分。使用Fluent软件分析螺旋桨的敞水性能,结合MRF转动模型和SST湍流模型研究螺旋桨在不同进速系数下的推力、转矩和敞水效率。与实验测量值比较,证实了该方法的工程可用性。基于Workbench平台,将CFD软件计算和有限元求解耦合起来,研究螺旋桨敞水时的单向流固耦合作用,对桨叶的结构强度进行校核计算,并分析螺旋桨应力,变形与进速系数的关系。

关键词：螺旋桨水动力性能流固耦合数值模拟

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非均匀流中吊舱推进器的数值模拟

非均匀流中吊舱推进器的数值模拟

作者：胡健黄胜解学参哈尔滨工程大学船舶工程学院

采用基于速度势的低阶面元法计算拖式吊舱推进器的非定常水动力性能,计算吊舱与支架在前桨盘面处的实效伴流分布。以桨盘面处的非均匀来流模拟船体对吊舱推进器水动力性能的影响。计算某型拖式吊舱推进器的定常水动力性能并与试验值进... 详细信息

采用基于速度势的低阶面元法计算拖式吊舱推进器的非定常水动力性能,计算吊舱与支架在前桨盘面处的实效伴流分布。以桨盘面处的非均匀来流模拟船体对吊舱推进器水动力性能的影响。计算某型拖式吊舱推进器的定常水动力性能并与试验值进行了比较。在此基础上以定常结果作为初始值,计算均匀来流中吊舱推进器的非定常水动力性能及处于船尾伴流的吊舱推进器的非定常水动力性能。计算考虑不同伴流分量情况下吊舱推进器水动力性能,结果表明,桨叶经过高伴流区时推力扭矩增加。对于大榖径的的吊舱推进器螺旋桨,径向伴流分量的影响大于切向伴流。处于船尾伴流中的吊舱推进器推力扭矩比均匀来流中有较大提高,同时相位角变化,峰值前移。

关键词：面元法吊舱推进器非均匀流船尾伴流场水动力性能

来源： cnki会议评论

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面元法计算导管螺旋桨的定常水动力性能

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