基于船舶保向性的协同控制扰流舵水动力特性

为了获得协同控制扰流舵保向特性,利用黏流CFD(计算流体力学)技术构建了船用舵水动力性能预报数值模型.以相应常规舵为研究对象开展网格无关性分析,确定了最佳网格划分策略,并基于试验数据验证数值方法的准确性.基于协同控制扰流舵扰流板灵活可控的特点,在无操舵状态下调整扰流板张开角以获得舵的水动力性能.结果表明:协同控制扰流舵升力、阻力和扰流板旋转轴力矩整体上随扰流板张开角的变大而增加,而升阻比随扰流板张开角的增加呈显著的先增后减的趋势,最大升阻比为4.81,相应的扰流板张开角为16°.通过调整扰流板的张开角可获得和常规舵相同的保向升力及相近的效率.

计及展弦比影响的船用舵水动力机理

为探究不同展弦比影响下船用舵水动力机理,采取黏流CFD技术对不同展弦比的船用舵在不同舵角下的水动力性能进行数值模拟。首先,开展网格无关性分析,并基于试验结果对数值模拟方法的准确性进行验证;然后,根据船用舵的表面压力分布、速度流场分布及尾涡形态分别诠释其水动力机理。研究表明,展弦比越大,越容易引起流动分离,最终导致失速现象提前产生;随着展弦比增大,最佳升阻比对应的舵角会产生前移;随着舵角增大,流动分离点会逐渐前移。