流线型高速ROV螺旋桨水动力性能分析

发布时间：2025-07-03 00:26

　　 对一种流线型高速ROV导管螺旋桨和槽道螺旋桨的水动力性能进行仿真分析,得到2种螺旋桨的水动力特性曲线。将螺旋桨的推力和ROV的阻力进行对比计算,验证了流线型高速ROV设计的可行性。在敞水下,仿真得到导管螺旋桨推力、扭矩及效率曲线,并与图谱曲线对比,证明了数值仿真的可行性。在静水下,计算了不同转速时槽道螺旋桨的推力性能,得出推力与转速平方对应的曲线。在不同航速下,计算了槽道螺旋桨一定转速时对应的推力和扭矩,发现在一定航速下槽道螺旋桨失去效率。通过压力云图的分析看出,当流速增大时,在高速ROV表面产生负向的压力使整个螺旋桨的推力减小。通过数值模拟得到的结果,具有工程实用价值,为后续的运动控制打下基础。

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【部分图文】：

图4网格划分图Fig.4Gridsofcalculationdomain数值仿真和结果分析

结构网格进行划分。图3为计算流域图。图3计算流域Fig.3Graphofcalculationfield由于导管螺旋桨桨叶曲面形状复杂，因而在螺旋桨附近计算域设立加密区域，采用非结构网格进行划分。同时为了减小计算量，在V1区域采用结构化网格进行划分。2个网格之间通过设置inter....

图6槽道螺旋桨计算模型Fig.6Modelingofchannelthrusters

杂?No.19A+Ka4-70型螺旋桨，本文中CFD模拟的计算值与图谱值吻合较好。3槽道螺旋桨的性能验证3.1计算模型及设置为了简化计算，本文只保留流线型高速ROV的主体部分，忽略掉附属物影响，并且只单独对一个槽道螺旋桨进行性能验证。选取前端侧向推进器作为仿真对象，螺旋桨中心距前....

图7槽道螺旋桨计算区域Fig.7Calculationfieldofchannelthrusters3.2无航速时的推力分析

流体域采用混合网格方式建立，共分为3个区域。如图7所示，最外区域V1是直径为11D圆形区域，入流段长度为4D，出流段长度为7D，该区域采用结构网格形式划分。过渡区域V2是直径为3D圆形区域，长度为4D，该区域采用非结构网格形式划分。最内区域V3的直径为1.01D，该区域采用非结构....

图10压力云图Fig.10Contoursofstaticpressureatdifferentturn3.3不同航速时的推力分析

的推力方向如图8所示。通过Flu-ent仿真计算，得到航速u为0时，螺旋桨的轴向推力Ft与转速n平方的关系，如图9所示。由图可知，总推力的大小与转速的平方成正比。同时也可看出螺旋桨正转时，推力的线性曲线斜率要比逆转时大，这是因为螺旋桨的构造以及桨叶的位置决定的。螺旋桨转速为100....

本文编号：4055474