螺旋桨网格划分

舰船螺旋桨数值模拟中不同网格类型的比较

关键词：螺旋桨；数值模拟；网格类型；效率；预报准确性
中图分类号：Ｕ６６１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—７６４９（２０１８）０４—００３３—０６
ｄｏｉ：１０．３４０４￣．ｉｓｓｎ．１６７２—７６４９．２０１８．０４．００７
日前常的３种非结构网格有四面体网格（Ｔｅｔｒａ．ｈｅｄｒａｌｍｅｓｈ）、修剪网格（Ｔｒｉｍｍｅｄｃｅｌ１）以及多面体网格（Ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌｍｅｓｈ）。针对复杂结构的流场，非结构网格生成方法具有较高的鲁棒性以及效率来获得高质量的网格。以上所述也正是非结构网格 ”得到广泛应Ｊ｝＿Ｈ的原『大】。然而，考虑到３种不同非结构网格的形状特性，选择不同的网格类型对研究不同问题的数值结果可能有不同程度的影响。文献［１２］在对船舶龙骨的水动力性能的研究中比较使用了四面体网格和修剪网格。而对于系统全面地比较这３种非结构网格的文章则非常少。众所周知，对于在数值研究领域的＿【二作者，在开始新问题的研究之前，］作重点之一就是要分析问题，然后决定选择哪一种网格类型。看似简单的＿］作其实影响着ＣＦＤ计算的各个方面。因此，本研究最单纯的目的就是为数值模拟领域的＿Ｔ作人员在对复杂流场的模拟时根据不同问题选择网格类型提供一个参考。

螺旋桨低频流噪声模拟方法研究-龚京风张文平明平剑宣领宽

推力系数和扭矩系数与实验值比较，验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出，螺旋桨表面存在连续
的涡脱落现象。声场计算的结果表明：离散噪声远大于宽带噪声；宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起，
宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动；在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小，在同一平面内总声压
级沿径向先增加后减小。
预测螺旋桨流噪声的方法一般分两步：首先
收稿日期：2012－04－26 基金项目：中国博士后科学基金资助项目（20100471016）作者简介：龚京风（1986－），女，博士研究生。研究方向：计算流体力学。E⁃mail：gongjingfeng@126. com 通信作者：龚京风。
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本文，LES （-5D，10D）
5D
836
本文采用 LES 方法计算非定常流场，而多数文献介绍的研究中则采用 RANS 方法。为了获得足够的湍流信息，在划分计算域时选取了较小的网格尺寸，网格总数约为多数文献的 2 倍。由于网格质量对计算的收敛性和精度有很大影响，在划分计算域时充分考虑流场中物理量的分布特点。将求解域进行多次划分，从而细化螺旋桨近场网格，如图 1 所示。同时，尽可能采用结构化/半结构化（棱柱）网格划分外围流场。在螺旋桨下游，网格尺寸均匀过渡，尽量保持由螺旋桨传递过来的非稳态信息。螺旋桨表面及近场区域网格划分如图 2 所示。
2.5D D
yz x
1.05D 2D 5D
旋转区域
静止区域
图 1 计算域分区示意图 Fig.1 Schematic drawing of the computational domain

2.1 计算域与网格划分
鉴于来流的均匀和螺旋桨几何上的周期性，为进行敞水试验只需取单个桨叶所在的单通道作为计算域即可分析，由此节省计算时间提高计算效率.单桨叶通道内外边界定在桨毂和直径为螺旋桨直径数倍的圆柱体表面.进出口面为90°的扇面.在近壁面区，流动情况变化很大，特别是粘性底层，几乎是层流，湍流应力几乎不起作用，所以采用低Re 数k-ε模型求解粘性影响比较明显的区域，这就要求在壁面区划分比较密的网格，越靠近壁面，网格越细.沿桨叶面以及桨毂表面的法向方向按一定的比例伸出 6 层边界层网格，根据经验第一层高度定义为0.001D，其它区域都使用四面体网格.为了检验出口面距离以及不同网格形式对计算结果的影响，建立三种方案，如表1 所示，面网格划分见图3.
表1 网格划分方案。

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究付建;王永生;丁科;魏应三【摘要】The finite element method (FEM) and boundary element method (BEM) are used to calculate the structure vibration and underwater radiated noise of ship structure caused by the propeller excita-tions. It is analyzed and compared that the influence of vibration and underwater radiated noise are caused by three direction forces (shaft, transverse and vertical). The study shows that the vibration response ap-pears line spectrum at axial passing frequency (APF), blade passing frequency (BPF), 2BPF and ship na-ture frequencies. The underwater radiated noise is the biggest excited by the transverse force, then is the vertical force, last is the shaft force. The biggest radiated noise power of ship hull by three forces is mainly excited by transverse force at BPF, then is excited by shaft force at APF. It mainly berceuses that the BPF of transverse force is approach with ship nature frequency.%利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力（轴向、横向、垂向）分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。

转捩模型在螺旋桨数值计算中的应用

转捩模型在螺旋桨数值计算中的应用洪方文，张志荣，刘登成，郑巢生，翟树成（1.中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082；2.船舶振动噪声重点实验室，江苏无锡214082）摘要：螺旋桨敞水性能数值计算是船舶快速性能分析的基础，其计算精度对船舶快速性预报的准确度至关重要，湍流模型的选用是保证螺旋桨敞水性能计算精度的关键。

本文利用k -ωSST 湍流模型和γ-R e θ转捩模型对螺旋桨敞水性能进行了计算。

结果表明，在模型尺度下螺旋桨叶片表面流动的相当一部分还保持着层流状态，带有转捩能力的湍流模型对这类流动具有更强的模拟能力。

关键词：转捩湍流模型；数值计算；螺旋桨敞水性能中图分类号：U661.31文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1007-7294.2021.04.001Application of transition turbulence model in numerical calculation of propeller flow fieldsHONG Fang-wen ,ZHANG Zhi-rong ,LIU Deng-cheng ,ZHENG Chao-sheng ,ZHAI Shu-cheng (1.China Ship Scientific Research Center,Wuxi 214082,China;2.National Key Laboratory on Vibration and Noise,Wuxi 214082,China)Abstract ：The numerical calculation of propeller open water performance is the basis of ship propulsion analysis,whose precision is very important for the prediction of ship speed.The turbulence model is the key to ensure the accuracy of propeller open water performance calculation.In this paper,k-ωSST turbulence model and γ-R e θtransition model were used to simulate the propeller flow fields.The results indicated thata considerable part of the flow on the surface of the propeller blade remained laminar at the model scale while better simulation results could be obtained by the transition turbulence model.Key words:transition turbulence model;CFD;open water performance of propeller 0引言自计算机诞生以来，数值计算成为科学研究的一种主要手段。

导管螺旋桨敞水性能数值计算方法研究

导管螺旋桨敞水性能数值计算方法研究吴湘荣;王永生;蒋超【摘要】为实现快速预报导管螺旋桨敞水性能曲线，利用 CFD流体计算软件对导管螺旋桨敞水试验进行数值模拟。

将计算结果绘制成的敞水性能曲线与实验结果进行比较，并对导管螺旋桨的敞水性能进行分析，验证数值模拟计算方法的可行性与准确性。

分析螺旋桨敞水工作时的推力、力矩及敞水效率的变化特点发现，随着进速的增大，导管产生的推力不断减小并在高航速下转化为阻力。

研究该导管桨在系泊工况下的敞水性能指标，对系泊工况边界条件的设置进行改进。

%In order to predict the open-water performance of ducted propeller quickly the CFD software was used to simulate the open-water experiment of ducted propeller. According to the results of calculation, the open-water performance curves were drawn and compared with the results of experiment. The open-water performance according to the results was analyzedand it's feasibility and accuracy were verified. The parameters of propeller in open-water is analyzed which including thrusttorque and open-water efficiency. The thrust of the duct decreased with the increase of the propeller’s velocity. And the performance index of the ducted propelled were researched when it worked at mooring conditions, and the method for setting the boundary condition at mooring conditions were studied.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】5页(P42-46)【关键词】CFD;导管螺旋桨;定常计算;性能分析;系泊工况【作者】吴湘荣;王永生;蒋超【作者单位】海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】U664.33导管螺旋桨与普通螺旋桨的不同之处在于其桨的外围多了 1 个套筒，该套筒的纵剖面为机翼型或折角型［1］，此为导管螺旋桨的导管。

基于流固耦合的螺旋桨水动力性能数值仿真

基于流固耦合的螺旋桨水动力性能数值仿真黄胜;白雪夫;孙祥杰;陈广杰【摘要】According to the propeller theory, the Computational Fluid Dynamics technology based on the vicious lfow theory has been combined with the structural ifnite element analysis method to establish a numerical simulation method for the propeller lfuid-structure interaction. By using this method, it carries out the calculation and analysis of propellers. The results are consistent with the experimental results by comparison. For the same metal propeller at low advance velocity, it is proved that the results calculated by the proposed FSI method are more accurate than the traditional CFD method. It then presents the advantages of lfuid-structure interaction numerical method for the investigation of the composite propellers from many aspects, which provides the essential tool for its performance analysis.%根据螺旋桨理论，将基于粘流理论的计算流体动力学方法与结构有限元分析方法相结合，构建螺旋桨的流固耦合数值仿真方法。

基于CFD法的船用螺旋桨敞水性能预报

基于CFD法的船用螺旋桨敞水性能预报作者：伍蓉晖, 何珍彭翔田中文来源：《广东造船》2019年第02期摘; ; 要：螺旋桨敞水性能对船舶推进性能具有重要意义。

本文采用计算流体动力学（CFD ）数值计算方法对螺旋桨的敞水性能进行预报计算。

通过不同边界层模式下的计算精度比较，提出合适的预报模式，并与试验值对比以验证该模式的有效性。

结果表明，该模式计算误差在工程允许范围内，可用于螺旋桨水动力性能预报。

关键词：敞水性能;CFD;边界层;湍流中图分类号：U661.34 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：AAbstract： Open water performance of propeller is of great significance to the determination of ship propulsion performance. In this paper， computational fluid dynamics （CFD） numerical calculation method is used to calculate the open water performance prediction of propeller， by comparing the calculation accuracy of different boundary layer models， an appropriate prediction model is proposed and compared with the test values to verify the effectiveness of the model. The results show that the calculation error of the model is within the allowable engineering error range and can be used for the prediction of marine propeller hydrodynamic performance.Key words： Open water performance; CFD; Boundary Layer; Turbulence1; ; 引言螺旋桨是应用最为广泛的船用推进器，螺旋桨水动力性能对于船舶推进性能起着至关重要的作用。

CFD技术及其在螺旋桨敞水性能预报上的应用

第 11 卷 2011 年第 1期 1月中国水运 Chi na W er Tr a ns por t atV . 11 ol Ja nur yN 1 o. 2011CFD 技术及其在螺旋桨敞水性能预报上的应用王晶辉，杨校刚，张晓君（浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，浙江舟山 31 61 00）摘要：文中介绍了 CF D 技术的基本概念及其在国内工程界的应用范围。

以某油船为例描述了应用 F LUE NT 软件预报螺旋桨敞水性能的过程，并对计算结果进行了总结。

关键词：C FD ；螺旋桨；敞水性能；FLUENT 中图分类号：U661. 7 一、CFD技术 C FD 是通过数值计算方法来描述流体运动状态的一种技术，所描述的流体运动状态包括流动、传热、化学反应过程及流、固体间的相互作用等。

理想流体在这些运动过程中始终保持质量、动量和能量的恒定，设定一个有限控制体并针对其分别建立质量、动量和能量守恒的流动基本方程，通过数值方法进行求解即是 C F D 技术主要解决的问题。

文献标识码：A文章编号：1006- 7973（2011）01- 0086- 02 n ，获得各进速系数 J ＝ v/ n D 下的推力系数 C T ＝ T/ ρ 2 D 4 和扭矩系数 C M＝ Μ/ ρ 2 D 5 （ρ 为水密度， D n n 为桨直径）及螺旋桨敞水效率。

据此绘制敞水特性曲线以反馈设计。

无疑，敞水实验的条件要求很高。

空泡水筒或水池的修建投资巨大，激光多普勒仪等精密测量设备和螺旋桨模型也价格不菲，这些都阻碍了常规桨的优化设计研究。

为此，随着 C F D 技术应用的推广，国内各高校院所开始尝试使用商用软件开展螺旋桨流场模拟及性能预报。

面向CFD的螺旋桨逆向三维曲面建模方法

面向CFD的螺旋桨逆向三维曲面建模方法王艳龙;陈明【摘要】针对螺旋桨三维外形的曲面特征,结合螺旋桨二维图绘制方法和CATIA中曲面逆向设计方法,根据螺旋桨二维投影轮廓图,逆向投影进行螺旋桨三维建模,生成面向CFD的三维模型,进行水动力数值分析,实现螺旋桨的优化设计.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2012(041)004【总页数】4页(P21-23,28)【关键词】CATIA;投影轮廓;逆向三维建模;CFD【作者】王艳龙;陈明【作者单位】大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】U664.33在螺旋桨的实际建造中，通过二维图设计出的螺旋桨最初往往达不到设计要求，一方面是由于螺旋桨表面的粗糙度问题，但最主要的是二维图谱设计会产生一定程度的局部变形，从而影响螺旋桨的水动力性能。

这时需要通过修改桨叶尺寸和局部型值点，以及采用车床切削二次加工的办法来进行优化。

由于螺旋桨的外形极为复杂，给二次精加工带来了一定的困难。

为此，考虑在螺旋桨建造之前，运用三维CAD软件建立出三维模型，通过三维虚拟模型，一方面可以得到直观的三维效果图，直观地展示设计者的设计理念；另一方面，通过螺旋桨的三维模型，可以进行螺旋桨的性能数值模拟，进而得到设计桨的各个性能参数，以及这些水动力性能参数与螺旋桨几何外形尺寸之间的关系，最终得到推力和转矩分析结果及空泡校核等。

基于这些分析，可以直接通过调整几何模型，对曲面模型进行局部修改和光顺处理，实现螺旋桨优化设计。

此外，在运用二维投影轮廓逆向投影来进行螺旋桨的三维建模过程中，通过CATIA曲面光顺功能可以实现桨叶曲面G2连续，能很好地减小设计误差，而且生成的CATIA三维模型跟CFD软件有很好的兼容性，使得后期数值计算和优化设计简单易行。

1 逆向曲面建模原理螺旋桨的桨叶是一种变截面的双曲度复杂曲面形体，如果不考虑桨叶厚度，可知螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分，其中螺旋面的螺距也恰恰是设计桨的螺距。

基于FLUENT的旋翼(螺旋桨)旋转仿真

基于FLUENT的旋翼(螺旋桨)旋转仿真本文主要通过动网格技术对旋翼旋转过程的气流现象进行仿真。

涉及到机构网格、非结构网格划分，网格组装，UDF应用，CFX-POST后处理等软件应用知识点。

希望能够给大家学习提供帮助。

由于时间紧迫，加上本人的水平有限，文中的不足之处请大家批评指正。

利用fluent对旋翼旋转进行仿真，通过仿真结果观察旋翼以1000rad/s的速度转动时的气流现象。

旋翼几何模型针对问题描述建立几何模型如图1所示，将整个计算域划分成固定域和旋转域。

网格的划分采用网格模型组装方法，固定域通过结构网格方法划分网格，旋转域包含旋翼曲面采用非结构网格方法建立相应的part 如图将上述几何模型保存为single.tin一、进行旋转域网格划分将parts里的名字为DOWN 、UP、DOWN_WALL、WALL的part删除，留下的几何图形即为包含旋翼的旋转域如图所示将上述几何模型保存为single_in.tin现在对旋转域进行网格划分，先生成旋转域的壳网格。

网格参数的设置如图所示生成的旋翼表面网格如图所示对网格质量进行检查，网格质量较好，quality质量指数在0.5以上。

对壳网格进行保存，为single_in_shell.uns。

单纯的壳网格并不能进行流动计算，接下来对旋转域进行体网格划分。

图中为切面处的体网格，按照下列参数对网格质量进行检查。

从上图中可以看出，网格质量在0.15以上，没有负网格产生。

保存网格为single_in.uns。

二、进行固定域网格划分打开开始保存的几何文件single.tin，将parts里的名字为PROPELLER的part删除，留下的几何图形即为不包含旋翼的固定域如图所示将模型另存为single_out.tin。

固定域结构简单，现在对其进行结构网格划分。

固定域Block划分及节点设置，如图所示。

进行网格预览，并检查网格质量。

所有网格Determinant2X2X2值大于0.5，大部分大于0.6。

螺旋桨自动化几何建模和网格划分技术

关键词：船用螺旋桨；自动化；何建模；几网格划分；ＣＰｔｎ平台ＭＳ．ａａｒ中图分类号：Ｕ６．３Ｔ３１６４３；Ｐ９文献标识码：Ａ
文章编号：１７７４（０１０６２— ６９２１）３—０３０Ｄ：０３０／．ｓｎ１７７４．０１０．１０９— ５ｏＩ１．４４ｊｉ．６２— ６９２１．３００ｓ
ａｔｍａｉｄｌｇｓｆｗａｅｆｒｐｒｐｌｒｓｄｖｌｐｄｂｓｄｏＳＰａｒｎｐｒ — ｓｐｏｅｓｒＴｈｙｔｍｕｏｔｍｏｅｉｏｔｒｏｏｌｅｓｉｅｅｏｅａｅｎＭＣ．ｔａｅｐｏｔｒｃｓｏ．ｅｓｓｅｃｎｄｆｓｔｅｓａｄｒｉａｉｎｆｓｉｆｓｔｔｂｅａｄｅｌｚｓａｔｍａｉｇｏｅｒｃｌｅｎｅｈｔｎａｄｚｔｏｈｐｏｆｅａｌｎｒａｉｅｕｏｔｃｅｍｔｉａｍｏｅｉｇｎｕｏｔｃｉｏｄｌｎａｄａｔｍａｉ
ｍｅｈｎｏｒｐｌｅｓＡｆｅｏｅｉｇａａｃａｉｇｔｅｉｅｓｒｎｔｅｉｇｐｏｅｌｒｔｅｒｓｌｓｓｏｔａｓｉｇｆｒｐｏｅｌｒ．ｔｒｍｄｌｎｎｄｃｌｕｌｔｎｈｃ —ｔｅｇｈｎｎｒｐｌ，ｈｅｕｔｈｗｈｔｅｔｒａｅｍｏｅｃｎｈｅｃｅｔｄｄｌａｋｅｐｏｄａｒｎｅｆｃａｄｉｈｕｌｔｍｅｈｎｍｅｔｈｒｑｉｅｎｓｆｅｇｏｆｉｉｇｆｅｔｎｈｇｑａｉｙｓａｄｅｔｅｅｕｒｍｅｔｏｃｌｕａｉｇＴｈａｅｕｓｆｒｒａｍｅｈｄｆｒａｔｍａｉｏｅｉｇｆｐｏｅｌｒｂｓｄｏＳａｃｌｔｎ．ｅｐｐｒｐｔｏｗａｄｔｏｕｏｔｃｍｄｌｎｏｒｐｌａｅｎＭＣ．Ｐｔａｏｅａｒｎ，

全结构网络技术在螺旋桨水动力性能预报中的应用

Key words: propeller；hydrodynamic performance；full structure network technology；Fluent；CFD
0 引言
随着人类社会的不断发展，陆地资源开采的数量呈指数式的增长，近年来，陆地资源枯竭问题引起了全球的广泛关注，尤其是石油、天然气等重要的能源。海洋占据整个地球表面积的 2/3 还多，相对于陆地有限的资源，海上蕴藏着种类和数量丰富的金属矿产资源、石油天然气资源，世界各国针对海上资源的勘探和开采技术投入了大量的时间和精力。
建立如图所示的 O-XYZ 坐标系，原点 O 位于螺旋桨桨叶的盘面中点，OX 轴指向螺旋桨旋转方向的下游， OY 轴指向某一叶片的母线方向。假设θ为桨叶沿 OY 轴起始的旋转角度，此时螺旋桨的相对进流速度如下式：
Vθ = v0 + ωr0，
式中， v0为海水流动的速度，ω为螺旋桨的旋转角速
第 41 卷第 2A 期 2019 年 2 月
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 41, No. 2A Feb. , 2019
全结构网络技术在螺旋桨水动力性能预报中的应用
丁文文，李涛 (湖北文理学院理工学院，湖北襄阳 441025)
摘要: 螺旋桨是船舶动力系统的重要组成部分，随着船舶逐渐向着高速化、大载重方向发展，对船舶的动力性能有了更高的要求，也对螺旋桨的推进效率、噪声性能等有了更高的要求。在船舶螺旋桨的设计和优化过程中，计算流体力学 CFD 发挥了非常重要的作用，包括螺旋桨水动力性能分析、空泡特征预测等。本文主要研究了船舶螺旋桨的运动模型和水动力方程，在此基础上采用了全结构网络技术对螺旋桨模型进行网格划分，并对螺旋桨的水动力性能进行了基于软件 Fluent 的性能仿真和预报。

导管螺旋桨不同桨叶的叶梢泄露涡分析

导管螺旋桨不同桨叶的叶梢泄露涡分析周军伟;王大政【摘要】The effects of pitch ratio and blade area ratio on the tip leakage vortex ( TLV) were studied in a ducted propeller. Furthermore, the relationship among the TLV, tip loading and tip leakage flow ( TLF) of different blades was discussed. The flow field of the ducted propeller with several different blades was numerically simulated and analyzed and the results showed that as the pitch ratio increased, the tip leakage vortex moved away from the suction side of the blade, and the core cavitation number decreased. As the blade area ratio grew, the vortex core trajectory did not alter, and the vortex core cavitation number rose. The TLV was influenced by TLF through flow shearing, while the TLF was controlled by the tip loading, the velocity of TLF at the position with heavier loading was higher.%为了深入探讨叶梢泄露涡的流动机理，研究了导管螺旋桨中桨叶螺距比与盘面比对叶梢泄露涡的影响，以及不同桨叶中叶梢泄露涡、叶梢负荷与叶梢泄露流三者之间的关联。

基于滑移网格的带螺旋桨艇体尾流场数值分析方法

基于滑移网格的带螺旋桨艇体尾流场数值分析方法姚震球;高慧;杨春蕾【摘要】采用雷诺平均N-S方程对艇后螺旋桨的粘性流场进行整体仿真计算,使用SSTκ-ω湍流模型进行方程组的封闭.为了研究带螺旋桨的艇尾部流动状况,采用滑移网格的处理方案.比较了带桨与不带桨情况下尾部流场的变化.仿真结果表明,应用滑移网格技术可以为艇后螺旋桨和潜艇整体流场的研究提供一种实用可靠的方法.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(022)002【总页数】6页(P15-20)【关键词】计算流体力学;潜艇;螺旋桨;整体计算;滑移网格【作者】姚震球;高慧;杨春蕾【作者单位】江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】U661.10 引言由于艇后螺旋桨的存在,其抽吸作用改变了潜艇尾部的流线和界层厚度,此外,潜艇形成的不均匀伴流场改变了螺旋桨的进流条件,导致了螺旋桨的不定常和不均匀的载荷分布,引起了螺旋桨的空泡、噪声和激振,使得带螺旋桨的艇尾部流动非常复杂。

因此,研究潜艇尾部流动与螺旋桨的相互作用具有重要的理论和实际意义。

应用模型实验方法研究潜艇尾部流动及其与艇后螺旋桨的相互作用花费巨大,实验周期较长,存在尺度效应、外界干扰等因素影响,还受到试验技术发展水平的限制,很难直观和精准地反映流场实际状况。

随着计算流体力学CFD技术的发展,粘流场数值模拟技术日趋成熟,数值方法已经能很好地模拟艇体尾流速度分布、艇体表面的压力分布和螺旋桨流场。

近年来国内外对于桨/艇之间干扰流动的数值进行了一些研究,模拟方法从早期的用分布体积力代替螺旋桨的方法向模拟艇后真实螺旋桨运转方式发展,如文献[2]采用移动网格技术模拟了吊舱推进船舶的尾流场;文献[3]用CFX-TASCflow对轴对称体与导管推进器组合体的三维复杂粘性流场进行了数值模拟;文献[4]应用基于混合面处理方法,对KRISO的3 600 TEU集装箱KCS(带桨)的尾流场进行了数值模拟。