螺旋桨流固耦合特性的数值模拟

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2015年第1期北京时间：

作者：孙海涛,熊鹰,时立攀

单位：1.国防科学技术大学 指挥军官基础教育学院, 湖南 长沙 410072; 2.海军工程大学 舰船工程系, 湖北 武汉 430033

摘要：基于ANSYS Workbench平台,利用其多场分析功能,采用求解RANS方程的方法,利用CFX求解器对螺旋桨3维流场进行数值模拟,利用有限元求解器计算螺旋桨结构响应,并将有限元求解器的设置输出为结构求解子程序,供CFX计算时调用以实现数据的实时双向传递,从而将流体计算与结构变形计算耦合起来,给出一种求解螺旋桨流固耦合问题的3维数值模拟方法,并通过与试验数据的比较验证了方法的可靠性.设定2种材料特性,对螺旋桨的水动力性能、桨叶变形及应力应变特性等进行了数值模拟.结果表明:材料特性对变形及应变较为显著,弹性桨的变形与应变较刚性桨约高1个量级;变形后的螺旋桨又对水动力性能及周围流场产生影响,弹性桨的推力和转矩均比刚性桨小.

关键词：螺旋桨, 流固耦合, 水动力性能, 变形, 数值模拟

基金资助：<p>国家自然科学基金资助项目 (51179198)</p>