近年來,船舶領域的發(fā)展趨勢以大型化和高速化為主,而隨著船舶航行速度的快速升高,常規(guī)螺旋槳的水動力性能已經(jīng)不能滿足中高速船舶的效率需求;此外,船舶航速提高所引起的船后尾流的不穩(wěn)定性會降低螺旋槳的空泡性能,常規(guī)螺旋槳也無法減緩空泡現(xiàn)象的產(chǎn)生。當船舶螺旋槳發(fā)生嚴重空泡后會引發(fā)螺旋槳槳葉剝蝕、螺旋槳使用壽命縮短、螺旋槳水動力性能降低以及船體振蕩壓力增大等。因此,船舶領域對中高速船舶螺旋槳的設計研發(fā)越來越重視,而作為特種船舶推進器的大側斜螺旋槳由于其特殊的側斜結構而在性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。目前,基于設計參數(shù)對中高速船舶大側斜螺旋槳的性能研究已經(jīng)逐漸成為船舶領域的熱門課題。為了研究設計參數(shù)對大側斜螺旋槳水動力及空泡性能的影響,以STAR-CCM+仿真軟件為實驗平臺,首先對計算流體力學仿真實驗進行了精確性驗證,以Hassan Ghasseni等人所研究的大側斜螺旋槳為研究對象,進行了網(wǎng)格無關性驗證實驗和湍流模型仿真精度的對比實驗,提出了較為合理的網(wǎng)格劃分方法并選擇了合適的湍流模型。通過開展水動力性能仿真實驗,將仿真結果與Hassan Ghasseni等人所測得的水池試驗結果進行了對比并驗證了仿真實驗的精...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文選題背景及意義
    1.2 國內外研究趨勢及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 螺旋槳研究的發(fā)展趨勢
        1.2.2 國內外研究狀況
    1.3 主要研究內容
2 計算流體力學理論
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
        2.2.1 直接數(shù)值模擬方法
        2.2.2 大渦模擬方法
        2.2.3 雷諾平均法
    2.3 流場模擬方法
    2.4 控制方程離散化
        2.4.1 有限差分法
        2.4.2 有限元法
        2.4.3 有限體積法
    2.5 流場計算的SIMPLE算法
    2.6 本章小結
3 仿真實驗精確性驗證
    3.1 模型建立
        3.1.1 型值點坐標轉換
        3.1.2 建模過程
    3.2 計算域的建立
        3.2.1 計算域的劃分
        3.2.2 邊界條件的設定
    3.3 網(wǎng)格劃分
        3.3.1 網(wǎng)格無關性驗證
        3.3.2 網(wǎng)格精細化處理
    3.4 湍流模型的選擇
    3.5 仿真實驗精確性驗證
    3.6 仿真結果的后處理
        3.6.1 壓力分布及速度矢量圖
        3.6.2 壁面處理
        3.6.3 渦流捕捉
    3.7 本章小結
4 水動力性能的穩(wěn)態(tài)計算實驗
    4.1 側斜分布對水動力性能的影響
        4.1.1 敞水性能曲線
        4.1.2 壓力分布
    4.2 盤面比對水動力性能的影響
        4.2.1 敞水性能曲線
        4.2.2 壓力分布
    4.3 縱傾角對水動力性能的影響
        4.3.1 敞水性能曲線
        4.3.2 壓力分布
    4.4 本章小結
5 空泡性能的瞬態(tài)計算實驗
    5.1 控制方程及參數(shù)設置
        5.1.1 控制方程
        5.1.2 參數(shù)設置
    5.2 側斜分布對空泡性能的影響
        5.2.1 空泡仿真實驗
        5.2.2 空泡現(xiàn)象對推力性能的影響
    5.3 盤面比對空泡性能的影響
        5.3.1 空泡仿真實驗
        5.3.2 空泡現(xiàn)象對推力性能的影響
    5.4 后傾角對空泡性能的影響
        5.4.1 空泡仿真實驗
        5.4.2 空泡現(xiàn)象對推力性能的影響
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：3906027