基于STAR-CCM+的导管桨CFD分析，转起来！

1

螺旋桨数值模拟常用的三种方法：

• Moving Reference Frames (MRF)

• Rigid Body Motion (RBM)

• Overset Mesh (OM)

若对这三种方法的特点、适用范围和优缺点进行过对比可知：

所有的旋转机械——螺旋桨、涡轮机械、水泵、搅拌机、海上风机等等，均可以采用这三种方法进行性能评估和预报。

今天小二就采用第二种方法，即刚体运动法/滑移网格法对一种特殊的桨——导管桨进行敞水性能的数值模拟。

2

导管桨由螺旋桨和具有流线形剖面的导管组合而成，导管的存在能够显著改善工作在船后的螺旋桨的伴流场，并产生一定的额外推力，对提高重载荷船舶的螺旋桨效率效果尤为明显。

因此，近年来，导管桨在现代水面舰船和水下运载器上的应用越来越广泛了。

本次小二对某遥控式水下机器人（Remotely Operated Vehicle, ROV）的导管桨进行敞水性能分析，其模型如下。

可以看出，该导管桨由安装支架、驱动电机、栅格、导管和桨叶、桨毂等组成，各零件之间尺寸差异较大，后期在进行网格划分时要注意区别控制。导管和桨叶配合示意如下：

计算域分为两个部分：

• 包含桨叶和桨毂的旋转域

• 包含其余部分的静态域

两个域之间建立交界面interface，进行流场信息的插值和传递。计算域形状及各边界条件类型如下图：

网格划分按照上次推送中阐述的原则进行，需要特别注意的是，桨叶和导管之间的距离非常小，为了减小由于网格划分带来的离散误差，小二推荐交界面两侧的缝隙空间内至少各保证有≥3层的网格单元。

各部分网格图示如下：

接下来进行桨叶旋转运动和各边界条件的设置以后，就可以进行计算了，这里不再赘述。

计算完毕后，压力面和吸力面的压强如下图：

文章来源：shipCFD