CFD在"机电一体化"导管桨性能分析及优化设计中的应用

• 作者: 杨琼方 王永生 范露
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 交通运输
• 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
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 数字化设计与制造
• 页码范围: 162-168
• 页数: 7页
• 分类号: U664.33
• 字数: 3555字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2010.01.162

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王永生	海军工程大学船舶与动力学院	196	1854	23.0	29.0
2	杨琼方	海军工程大学船舶与动力学院	38	347	12.0	17.0
3	范露	武汉理工大学交通学院	2	21	2.0	2.0