上海交通大学学报 ›› 2019, Vol. 53 ›› Issue (1): 35-41.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.01.005
姚慧岚,张怀新
出版日期:2019-01-28
发布日期:2019-01-28
通讯作者:
张怀新,女,教授,博士生导师,电话(Tel.):021-62135882;E-mail: hxzhang@sjtu.edu.cn.
作者简介:姚慧岚(1988-),男,湖南省邵阳市人,博士生,研究方向为螺旋桨水动力学.
基金资助:YAO Huilan,ZHANG Huaixin
Online:2019-01-28
Published:2019-01-28
摘要: 应用基于非结构化网格的过渡流模型,在商业CFD软件STAR-CCM+平台上,对不同雷诺数(Re)下螺旋桨模型和实桨进行数值模拟,分析了螺旋桨叶面和叶背边界层的流体流动随Re的变化情况,将浆叶 0.75R剖面压力面和吸力面的摩擦阻力系数的数值模拟结果与国际船模试验池会议(ITTC)推荐的尺度效应换算公式以及平板摩擦阻力系数计算公式的计算结果进行对比,并对ITTC尺度效应换算方法在较低雷诺数下进行了改进,即应用不同的公式分别计算叶面和叶背的摩擦阻力系数.结果表明,螺旋桨叶面与叶背边界层的流体流动不同,故吸力面和压力面的摩擦阻力系数计算公式有所不同.当Re较小(接近临界雷诺数)时,改进方法比ITTC尺度效应换算方法计算的结果更准确;当Re>1.0×106时,改进方法与ITTC尺度效应换算方法的计算结果基本一致;当Re>2.0×106时,Re越大,2种方法的计算结果偏离实际值越多.
中图分类号:
姚慧岚, 张怀新. 较低雷诺数下ITTC尺度效应换算方法的改进[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(1): 35-41.
YAO Huilan, ZHANG Huaixin. Improvements of Scaling Method Recommended by ITTC at a Lower Reynolds Number Range[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2019, 53(1): 35-41.
| [1]HELMA S. A scaling procedure for modern propeller designs [J]. Ocean Engineering, 2015, 120: 165-174. [2]盛振邦, 刘应中. 船舶原理[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2005. SHENG Zhenbang, LIU Yingzhong. Ship theory [M]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University Press, 2005. [3]ITTC. Session on propulsion performance [C]∥Proceedings of the 15th ITTC Conference. Hague, Netherlands: ITTC, 1978. [4]盛振邦, 刘应中, 盛正为, 等. 螺旋桨尺度作用的试验研究[J]. 上海交通大学学报, 1979, 13(2): 74-87. SHENG Zhenbang, LIU Yingzhong, SHENG Zhengwei, et al. Experimental study on propeller scale effects [J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 1979, 13(2): 74-87. [5]MLLER S B, ABDEL-MAKSOUD M, HILBERT G. Scale effects on propellers for large container vessels[C]∥First International Symposium on Marine Propulsors. Trondheim, Norway: SMP, 2009: 1-8. [6]SNCHEZ-CAJA A, GONZLEZ-ADALID J, PREZ-SOBRINO M, et al. Scale effects on tip loaded propeller performance using a RANSE solver [J]. Ocean Engineering, 2014, 88(5): 607-617. [7]BHATTACHARYYA A, KRASILNIKOV V, STEEN S. Scale effects on open water characteristics of a controllable pitch propeller working within different duct designs [J]. Ocean Engineering, 2016, 112: 226-242. [8]BHATTACHARYYA A, KRASILNIKOV V, STEEN S. A CFD-based scaling approach for ducted propellers[J]. Ocean Engineering, 2016, 123: 116-130. [9]YAO H L, ZHANG H X. A simple method for estimating transition locations on blade surface of model propellers to be used for calculating viscous force[J]. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 2018, 10(4): 477-490. [10]YAO H L, ZHANG H X. Numerical simulation of boundary-layer transition flow of a model propeller and the full-scale propeller for studying scale effects [J]. Journal of Marine Science and Technology, 2018(2): 1-15. [11]BARKMANN U. Potsdam propeller test case (PPTC), open water tests with the model propeller VP1304 [R]. Potsdam, Germany: Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam, 2011. [12]MACH K P. Potsdam propeller test case (PPTC), LDV velocity measurements with the model propeller VP1304[R]. Potsdam, Germany: Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam, 2011. [13]SCHLEIN E, ROSEMANN H, SCHABER S. Transition detection and skin friction measurements on rotating propeller blades [C]∥28th Aerodynamic Measurement Technology, Ground Testing, and Flight Testing Conference. New Orleans, USA: AIAA, 2012: 1076-1086. |
| [1] | . 钝尾缘水翼单自由度涡激振动与锁频特性研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(6): 1289-1298. |
| [2] | 杨映荷, 魏汉迪, 范迪夏, 李昂. 基于高斯过程回归和深度强化学习的水下扑翼推进性能寻优方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(1): 70-78. |
| [3] | 杨春, 郭春雨, 孙聪, 王超, 岳启辉. 泵喷推进器间隙流场尺度效应数值研究[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(11): 1674-1686. |
| [4] | 郑诚毅, 杜旭之, 东乔天, 杨志刚, 熊兵, 徐毅, 吴凌昊, 金哲岩. 不同参数对带粗糙冰翼型绕流流场结构影响的实验研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1221-1230. |
| [5] | 季鹏翔, 艾万政, 丁天明. 孔板后压力恢复长度的影响因数定量关系[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(8): 1051-1056. |
| [6] | 高云1, 2,王盟浩1,宗智3,邹丽3,彭庚1. 高雷诺数时分离盘长度对圆柱绕流特性的影响[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(4): 504-. |
| [7] | 蒲汲君,熊鹰,王睿. 三维水翼初始梢涡空泡数的尺度效应[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(3): 374-. |
| [8] | 曹永辉, 朝黎明, 丁浩, 赵红印. 混合翼型对扑翼推进性能影响分析[J]. 上海交通大学学报, 2016, 50(8): 1228-1232. |
| [9] | 刘强, 谢伟, 王妍. 高雷诺数湍流的熵格子玻尔兹曼方法大涡模拟计算[J]. 上海交通大学学报, 2016, 50(8): 1255-1258. |
| [10] | 王展智,熊鹰,黄政,王睿. 双桨船轴向伴流场尺度效应的数值研究[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(04): 457-463. |
| [11] | 郑洋a,陈作钢b,代燚b. 迭代型体积力法预报船舶推进性能[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(02): 269-274. |
| [12] | 王展智1,熊鹰1,孙海涛2,黄政1,王睿1. 双桨船附体阻力尺度效应[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(02): 255-261. |
| [13] | 刘鹏,苏玉民,刘焕兴,廖煜雷. 串列异步拍动翼推进性能分析[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(04): 457-463. |
| [14] | 张曦, 苏玉民, 王兆立. 尾鳍形状对摆动尾鳍推进性能的影响 [J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(02): 296-300. |
| [15] | 胡鹏,彭林法,来新民,张卫刚. 薄板微冲压成形失稳分析与实验研究 [J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(01): 11-0014. |
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