基于Fine/Marine的PC456桨水动力数值模拟OA北大核心CSTPCD

[目的]旨在研究自主设计的空化桨模PC 456在斜流中的水动力及空化流场特性。[方法]采用商用软件Fine/Marine中集成的ISIS-CFD求解器,结合SST k-ω湍流模型和Schnerr−Sauer(S−S)空化模型,利用滑移面网格技术进行数值模拟。首先,将DTMB 4119标准螺旋桨模型在无空化均匀流条件下的敞水性能模拟结果与实验数据进行对比,并对4套网格开展无关性验证,验证所建数值模型的精度;然后,对PC456桨的敞水性能进行预报,应用S−S空化模型数值模拟其在均匀来流和不同斜流条件下的空化情况。[结果]结果表明,斜流会对PC456空化螺旋桨的水动力造成干扰。一方面,斜流造成的单桨叶推力系数和扭矩系数在不同位置有所波动;另一方面,斜流对螺旋桨空化产生影响,进而对性能产生不同程度的扰动。[结论]研究表明:螺旋桨斜流角越大,桨叶在不同位置的推力系数和扭矩系数受到的波动越大;而螺旋桨空化使两个斜流角下的推力系数和转矩系数都不同程度地受到扰动,且扰动程度与空化面积不成正比。