非均匀流场螺旋桨空泡数值模拟

作者：刘恒; 伍锐; 孙硕

来源：上海交通大学学报, 2021, 55(08): 976-983.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.211

• 数值模拟
• 非均匀流
• 空泡
• 螺旋桨

以某油船螺旋桨为研究对象,基于Rayleigh-Plesset方程,采用Schnerr-Sauer空化模型和可实现的k-ε两层湍流模型,利用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+模拟了非均匀来流条件下螺旋桨的空泡形态.通过对螺旋桨叶梢区域进行有效合理的网格加密,以较少的网格数量成功捕获梢涡空泡.数值计算与试验结果对比表明:计算结果准确再现了桨叶进出伴流区域空泡初生、发展和溃灭的整个历程;每个相位角叶背片空泡形态与试验观察吻合,片空泡面积相差在5%以内;该数值方法虽然能够捕捉到梢涡空泡,但是还不能对梢涡空泡的非定常特性和空间结构进行准确预测.基于上述结果,该方法适用于非均匀流螺旋桨空泡流动模拟.

• 单位
  浙江大学; 上海船舶运输科学研究所