上海交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (2): 175-187.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.247
收稿日期:
2022-07-01
修回日期:
2022-08-01
接受日期:
2022-08-16
出版日期:
2024-02-28
发布日期:
2024-03-04
通讯作者:
姚建喜,副教授;E-mail:yao@whut.edu.cn.
作者简介:
张 耕(1997-),硕士生,从事螺旋桨水动力性能研究.
基金资助:
Received:
2022-07-01
Revised:
2022-08-01
Accepted:
2022-08-16
Online:
2024-02-28
Published:
2024-03-04
摘要:
传统的螺旋桨水动力性能研究主要针对静水条件,但船后工作的螺旋桨经常会受到波浪的影响.从文献情况来看,目前与波浪中螺旋桨水动力性能相关的研究工作相对较少.有鉴于此,采用基于OpenFOAM的雷诺平均NS(RANS)求解器,计算、分析波浪对螺旋桨推力及转矩的影响.研究结果表明:在波浪的作用下,螺旋桨推力及转矩的时间历程曲线发生振荡,且随着浸深与进速系数减小,水面扰动变大,时历曲线的振荡幅度增大;与静水条件相比,在浸深与进速系数相同的情况下,波浪中螺旋桨推力及转矩的平均值减小;计算结果与现有的试验数据吻合良好.
中图分类号:
张耕, 姚建喜. 波浪中的螺旋桨水动力性能数值分析[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(2): 175-187.
ZHANG Geng, YAO Jianxi. Numerical Analysis of Hydrodynamic Performance of Propeller in Waves[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2024, 58(2): 175-187.
表2
静水条件下的推力系数
I/R | KT | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
J=0.15 | J=0.20 | J=0.25 | J=0.30 | J=0.35 | J=0.40 | J=0.50 | J=0.60 | |
1.20 | 0.145 9 | 0.089 8 | 0.228 7 | 0.165 5 | 0.156 4 | 0.145 0 | 0.113 4 | 0.072 2 |
1.60 | 0.245 8 | 0.227 0 | 0.209 6 | 0.190 5 | 0.172 8 | 0.154 3 | 0.115 2 | 0.072 5 |
2.00 | 0.247 7 | 0.230 2 | 0.211 1 | 0.192 8 | 0.174 5 | 0.155 7 | 0.115 8 | 0.072 8 |
4.00 | 0.248 4 | 0.232 6 | 0.215 4 | 0.197 3 | 0.178 4 | 0.158 8 | 0.117 5 | 0.073 6 |
试验值 | 0.250 6 | 0.234 7 | 0.216 2 | 0.199 4 | 0.182 5 | 0.161 2 | 0.117 3 | 0.075 6 |
表3
静水条件下的转矩系数
I/R | 10KQ | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
J=0.15 | J=0.20 | J=0.25 | J=0.30 | J=0.35 | J=0.40 | J=0.50 | J=0.60 | |
1.20 | 0.156 4 | 0.124 9 | 0.173 5 | 0.189 3 | 0.183 4 | 0.175 0 | 0.147 9 | 0.108 1 |
1.60 | 0.264 8 | 0.248 5 | 0.233 8 | 0.217 3 | 0.201 7 | 0.185 3 | 0.149 6 | 0.108 5 |
2.00 | 0.266 3 | 0.251 5 | 0.235 1 | 0.219 2 | 0.203 2 | 0.186 5 | 0.150 1 | 0.108 6 |
4.00 | 0.266 8 | 0.253 3 | 0.238 6 | 0.223 0 | 0.206 5 | 0.189 1 | 0.151 5 | 0.109 2 |
试验值 | 0.275 1 | 0.264 4 | 0.246 7 | 0.233 5 | 0.218 6 | 0.199 4 | 0.161 4 | 0.125 2 |
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