不同桨叶数量的高转速明轮推进性能

【目的】研究不同桨叶数量的高转速明轮推进器力学特性,以解决目前高转速明轮推进器流场特性不清晰的问题。【方法】采用计算流体力学,基于N-S方程,对系列桨叶在不同转速下的推力、升力、力矩以及流场特性等进行研究,并与试验结果进行对比分析。【结果与结论】本研究提出的计算方法对于高转速明轮的推力在v<5 m/s和v=9 m/s牵引航速段时误差较大,但在峰值v=7 m/s附近误差普遍在9%以下,且总体变化趋势与试验结果接近;明轮在不同牵引航速和不同转速下均有一个最佳推力曲线,且桨叶数量不同时最佳的推力也存在差异;明轮在牵引航速v<5 m/s时有轻微颤振,主要由于桨叶的进流角设计与牵引航速不完全匹配有关,而过高的转速(r>2500 r/min)不会对明轮的推进效率产生增益;在高牵引航速(v>8 m/s)状态下可以通过增加桨叶数量的方式提高明轮的推进效率。