Ducted propeller 即导管螺旋桨,是在螺旋桨的外围加上一个环形套筒而成,套筒的剖面为机翼型或折角线型。由于它能改善重载螺旋桨的效率,故首先在螺旋桨载荷较重的船舶上得到广泛应用(如拖船、拖网渔船等)。最近十多年来,船舶向大型化、高功率发展,导致螺旋桨的载荷加重,实践证明,此类船舶采用导管螺旋桨不仅可以提高推进效率,而且有利于减少振动。CAESES向客户提供了诸多强大的针对船舶以及螺旋桨的曲面建模工具,客户可以方便地参数化自定义(亦可依照标准系列螺旋桨)螺旋桨的几何特征,如直径、螺距、盘面比、纵斜、导管剖面形状、叶稍间隙、导管相对长度位置等。只需调节各个参数,就可得到不同几何形状的目标螺旋桨模型, 随后可将CAESES三维模型导入通用CFD求解器,精确求解其推力、转矩等性能参数。本应用螺旋桨切面型线由4条自定义的fsplinecurve曲线构成,其最大厚度以及最大厚度位置会沿径向方向变化。半径0.2R处为弓型切面(如图),往径向方向发展后逐渐变化成机翼型切面。同时侧斜,纵斜,螺距沿径向方向的变化参考了著名的导管螺旋桨Ka系列。 导管部分的设计采用常见的机翼型切面,其最大长度,厚度,进水角度,以及与叶稍的间隙都采用了参数化设计。
计算工况:进速系数J=0.3 ,转速 n=3 rps,直径为默认值 D=2m, 参考速度1.8m/s
计算结果:KT=1.95 Kq=0.0261 理想效率0.356
计算场景:求解器使用MRF移动参考系,360度计算域,隐式非定常算法,SST-Kw模型、时间步长设为螺旋桨旋转2度的时间
网格场景
推力系数KT 转矩系数Kq
轴向速度
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