船后螺旋桨非定常空化性能研究
随着提高船舶航行速度的需求，必将导致螺旋桨旋转速度的增加。当螺旋桨表面压力降低到蒸汽压强时，将发生空化现象。空化的发生影响螺旋桨的水动力性能，可以产生振动，空蚀，噪声等不良影响。因此，预报螺旋桨的空化成为改善和提高螺旋桨的性能的重要基础。
目前，螺旋桨非定常空化数值模拟主要通过在桨前加伴流分布的方法，而此方法虽然在一定程度上可以表现出空化特征，但是由于没有考虑到船桨之间的相互干扰，导致流场计算存在一定的误差。根据合适的网格划分和计算域的选择，可以将船体和螺旋桨进行整体建模计算尾流中的螺旋桨的空化性能。
本文以计算船后螺旋桨空化为目的，首先准确模拟不同型号的螺旋桨的定常和非定常水动力性能，预报了均匀伴流场中DTRC4119和DTRC4381螺旋桨的敞水性能，同时计算了DTRC4199螺旋桨剖面压力系数。预报了Seiun－Maru HSP螺旋桨在非均匀伴流场中螺旋桨的非定常水动力性能。求得螺旋桨的水动力系数，并与试验值进行比较。其次，对二维水翼NACA66(mod)的定常空化和二维水翼NACA0012空化周期性脱落现象进行了计算，并计算了螺旋桨DTRC4381的定常空化性能，证明数值模拟方法的可行性。对KCS船体和KP505螺旋桨整体建模计算了船体伴流场和船桨干扰现象，讨论了船体和螺旋桨之间的非定常相互干扰性能以及船体表面的压力分布，对船体和螺旋桨的阻力性能进行了分析。最后，应用船桨干扰计算模型计算船后螺旋桨的非定常空化性能，分析了网格布置疏密及不同空化数对螺旋桨空化覆盖面积和螺旋桨阻力和效率的影响，同时讨论了桨前速度分布及压力分布情况。
船后螺旋桨;非定常空化性能;数值模拟;网格划分;水动力性能
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
苏玉民
2012
中文
U664.33
74
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）