张文璨，董国祥，陈伟民，杜云龙，任海奎

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)



螺旋桨四象限水动力性能数值计算

张文璨，董国祥，陈伟民，杜云龙，任海奎

(上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)

采用求解RANS方程的方法并运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件Fluent，对荷兰MARIN船模水池B系列螺旋桨的敞水四象限水动力性能进行CFD数值模拟；同时，将数值模拟结果与B系列螺旋桨敞水四象限试验图谱进行比较。结果表明，计算误差较小，验证了计算策略的正确性，也为后续进行螺旋桨四象限水动力性能研究打下了基础。

B系列螺旋桨；四象限；水动力性能；数值模拟

0　引　言

敞水桨四象限(前进中正车、前进中倒车、后退中正车、后退中倒车)水动力性能数值模拟是当前螺旋桨计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)研究热点，但目前相关研究较少。由于螺旋桨四象限动态模型领域在表达上有困难，因此迄今为止船舶运动仿真一般仅限于前向，即第一象限内的航行。螺旋桨在反转和反向制动时将进入推力和扭矩的第二象限，而在船舶倒航时将进入第三象限，这超出了一般螺旋桨图谱的表达范围，为螺旋桨逆转工况下的运动仿真带来了一定的困难。进行敞水桨四象限水动力性能研究不仅具有诸多理论意义，而且是解决诸多舰船操纵性和速航性课题(离靠泊、舰船避碰、各种特殊机动)的关键所在[1-4]。在该背景下，选取MARIN B系列螺旋桨中有代表性的螺距比P/D=1.0、盘面比AE/AO=0.7的四叶桨B4-7010，对其敞水四象限水动力性能进行数值模拟，并将分析后的结果与B系列螺旋桨敞水四象限试验图谱进行对比。……