CFD在"机电一体化"导管桨性能分析及优化设计中的应用

摘要：

将计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)应用于"机电一体化"导管桨水动力性能分析和优化设计的全过程.对某后置定子式导管推进器敞水性能进行计算,在大范围进速系数下计算推力系数和力矩系数均与试验值吻合良好,检验计算方法的有效性.对初始设计导管桨水动力性能采用同样的方法进行计算,包括从流体力学的角度计算确定导管的主要尺寸,并结合网格类型和网格密度的影响分析了计算结果的有效性,分析设计工况下未缠绕线圈的环对间隙流场特征和导管、桨以及整体水动力性能的影响,提出将环变短变厚及相应改变叶片型值的改进设计思路,以改善间隙流动,提高敞水效率.对再设计导管桨设计工况和非设计工况性能进行计算,将环表面压力分布和导管桨推进性能与初始桨进行了比较,并利用水动力试验值再次检验了计算结果.结果表明:两次利用试验值校验计算值均吻合良好,说明将CFD用于导管推进器初始设计和分析是有效的.间隙径向距离大,间隙内泄压和局部滞止流动区域范围也大;环轴向距离长,环两端的间隙内流动旋涡程度也大.环的存在对导管桨导管产生推力是有利的,但对叶片产生推力是不利的,使导管桨敞水效率降低.再设计导管桨桨的推力系数比初始设计导管桨高、力矩系数低,敞水效率要高,说明改进方向正确.

关键词：船舶、导管推进器、"机电一体化"导管桨、数值模拟、性能分析、优化设计

所属期刊栏目：46

分类号：U664.33(船舶工程)

资助基金：海军工程大学校长专项基金资助项目E450

在线出版日期：2010-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：162-168