船舶行业
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
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
混合网格
MFR模型
空化模型
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