论文摘要
目的:船用螺旋桨性能评估中常用的雷诺平均方法(RANS)存在许多难题,特别是在处理边界层发展、尺度效应、翼尖和轮毂涡等复杂流动现象时。本文使用动态大涡模拟(DLES)、延迟分离涡模拟(DDES)和应力混合涡模拟(SBES)三种尺度解析模拟(SRS)方法,以提高流动特性预测的准确性。创新点:1.通过SRS方法详细地描述螺旋桨流场的不规则和多尺度湍流结构;2.通过粒子图像测速(PIV)试验,分析缩比螺旋桨的真实流场。方法:1.考虑叶片的周期分布和计算消耗,提取1/5的螺旋桨计算区域,并采用局部网格细化方法,获得分辨率足够高的网格模型(图1);通过仿真结果与已有试验数据的对比,验证SRS方法在螺旋桨性能预测方面的可行性与有效性(图3)。2.通过搭建PIV试验装置(图4),得到缩比螺旋桨在特定横截面上的速度和涡量分布情况下的尾流演变(图9和10),从而分析SRS方法对流场结构的捕捉能力。结论:1.通过定量和定性分析发现,SRS方法在预测特征参数和捕捉流场信息方面表现良好,特别是值得重点关注的SBES模型;2.作为一种可视化流场分析工具,PIV测量方法可以为螺旋桨等旋转机械的设计和性能改进提供一定的参考依据。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: Chun-bao LIU,Jing LI,Yuan LI,Tong-jian WANG
关键词: 螺旋桨,数值模拟,尺度分辨模拟,试验
来源: Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering） 2019年08期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 船舶工业
单位: School of Mechanical and Aerospace Engineering, Jilin University,State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University
基金: supported by the Key Scientific and Technological Project of Jilin Province(No.20170204066GX),the Science and Technology Projects in Department of Education,Jilin Province(No.JJKH20170785KJ),the Advanced Manufacturing Projects of Government and University Co-construction Program Funded by Jilin Province(No.SXGJSF2017-2)
分类号: U664.33
页码: 553-563
总页数: 11
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