船舶行业
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舰船螺旋桨性能方案

        通过优化船型,可以减小船舶阻力,而改善螺旋桨的推进性能则明显可以增加船舶的推进效率,可以

增加船舶的速度,对推进效率的研究是船舶研究的一个重点。由于船体与螺旋桨几何形状复杂,流动

变化剧烈,采用整体计算存在很大的难度,并且船舶的大型化、高航速等因素导致了对重负荷螺旋桨的

需求增加,螺旋桨产生空化是不可避免的。因此,为了了解和控制螺旋桨空泡,精确的预报技术就变得

越来越重要。

         传统的船舶螺旋桨理论是基于流体力学的势流理论建立起来的,如定常、非定常流动的升力面理论、面元法等 。

目前这类方法已经发展到相当的水平,并已广泛运用到螺旋桨的设计与预报当中 。然而这些方法有其自身无

法克服的缺点,不能够正确预报螺旋桨流动因粘性存在而产生的一些重要流动特征。如:螺旋桨桨叶边界层

及边界层的发展、流动的分离现象、螺旋桨尾流场的结构以及桨叶稍涡的形成与结构等,也不能考虑由于雷

诺数相差悬殊而造成模型桨与实桨之间的尺度效应等。CFD方法不但能提供普通势流方法能提供的结果,如

水动力性能、桨叶表面的负荷分布等,还能提供螺旋桨流动所特有的一些重要现象与特征,如桨叶边界层流

动、流动的分离现象、桨叶所受的粘性力以及梢涡的形成与结构、螺旋桨尾流场等,不但能从定性上而且能

从定量上预报螺旋桨粘流场,为螺旋桨噪声、振动提供基础依据。
 
ANSYS仿真解决方案技术优势:

1. 高效的网格划分功能:网格工具可实现高质量的网格自动划分,或进行手动高质量六面体网格划分;

2. 求解器Fluent&CFX的双剑合并:丰富的湍流模型,完备的多相流模型,强大的动网格技术及滑移网格技

术,多参考系模型;

3. 参数化及优化技术;基于Workbench平台的模型参数及边界条件参数化分析,加上DX的响应面寻优技术;

4. 强大的模型处理技术:SCDM的直接建模技术,不依赖CAD设计人员,在仿真结束后即可直接修改模型;

5. 高效的并行计算功能:支持HPC和GPU加速功能;

6. 流固耦合仿真:螺旋桨周围流场与结构仿真可在Workbench平台下实现载荷数据无缝连接。
 
ANSYS产品特色

 支持六面体与四面体的混合网格计算

 滑移/动网格技术

 空泡模型

 噪声模型

 边界插值处理

 高性能计算选项HPC
 
仿真难点

 模型尺度大

 几何细节繁多且复杂

 物理现象复杂

 仿真规模大,计算机资源消耗高
 
螺旋桨敞水性能仿真
说明:

 混合网格

 边界层网格

 MRF模型
螺旋桨空化特性仿真说明:

混合网格

MFR模型

空化模型
 

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