全浸没螺旋桨吸气机理及水动力性能数值模拟

为研究螺旋桨与自由液面的相互作用关系,基于RANS方法,采用滑移网格(SM)方法及流体体积函数(VOF)方法对全浸没螺旋桨的吸气现象进行数值模拟,详细分析了螺旋桨与自由液面的相互作用关系及吸气对螺旋桨的水动力性能的影响。结果表明,螺旋桨的推力、转矩等会受到浸没深度及进速系数的影响,产生推力损失及转矩损失;螺旋桨的吸气会引起自由液面的变形,这种不规则的、瞬时的变形情况使得螺旋桨的性能变得极其复杂;同时,由于自由液面的影响,桨叶的压力分布会呈现明显的不对称性,会产生除推力之外的水平侧向力及垂向力。