【摘 要】
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吊舱推进器具有模块化程度高、环保、机动性强和噪音低等优点,广泛应用于科研、军事和商业领域.目前吊舱推进器水动力性能研究工作主要基于模型试验及数值计算展开,但是吊舱推进器的复杂结构给其敞水性能由模型尺度外推到实尺度带来了困难.本文基于CFD方法研究了拉式吊舱推进器敞水性能的尺度效应.文中采用Rayleigh-Aver-aged Navier-Stokes (RANS)方法,结合两方程湍流模型,对拉式吊舱推进器的敞水性能进行数值模拟.通过计算不同尺度的吊舱推进器敞水特性,分析和总结了不同部件受力时的压力成份、
【机 构】
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武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉理工大学交通学院,武汉430063
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吊舱推进器具有模块化程度高、环保、机动性强和噪音低等优点,广泛应用于科研、军事和商业领域.目前吊舱推进器水动力性能研究工作主要基于模型试验及数值计算展开,但是吊舱推进器的复杂结构给其敞水性能由模型尺度外推到实尺度带来了困难.本文基于CFD方法研究了拉式吊舱推进器敞水性能的尺度效应.文中采用Rayleigh-Aver-aged Navier-Stokes (RANS)方法,结合两方程湍流模型,对拉式吊舱推进器的敞水性能进行数值模拟.通过计算不同尺度的吊舱推进器敞水特性,分析和总结了不同部件受力时的压力成份、摩擦成份和合力随尺度的变化规律,基于相关尺度效应规律提出了一种重点考虑非旋转部件摩擦阻力尺度效应的吊舱推进器敞水性能尺度效应修正方法,并将采用该修正方法的基于模型尺度数值的大尺度外推结果与大尺度RANS结果进行了对比验证.“,”Podded electric propulsors are widely used for scientific research vessels,naval ships and merchant ships due to their advantages in high modularity,environmental protection,great maneuver-ability,low noise,etc..The hydrodynamic characteristics of the podded propulsors are often analyzed based on the numerical simulation and/or experimental test in model scale.However,the complicated configuration of the podded propulsors imposes limitations on the extrapolation of the model-scale da-ta to full-scale results.The current study focuses on the scale effect of the open-water performance of a puller podded propulsor based on RANS method.The open-water performance of the puller podded propulsor is numerically simulated by using the Rayleigh-Averaged Navier-Stokes (RANS) method to-gether with a two-equation turbulence model.The scaling laws of the pressure force,frictional force and total force of different components are separately analyzed based on the calculated open-water characteristics of the puller podded propulsor with different sizes.A correction method focusing on the scale effect of the frictional drag of non-rotating components is then proposed and verified by compar-ing the RANS results and the extrapolated drag from the model scale to larger scales.
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