低螺距可控环量螺旋桨粘性流场的数值模拟方法

本文通过求解ＲＡＮＳ方程对低螺距可控环量螺旋桨周围的粘性流场进行了三维数值模拟。在求解过程中，采用了贴体坐标与空度法相结合的方法对流场进行网格划分；采用交错网格系统，利用有限体积法来离散方程；应用二层ｋ－ε湍流模式来封闭方程组。计算结果与试验值进行了比较，结果表明，本文所采用的方法能够对低螺距可控环量螺旋桨的推力系数ＫＴ作出精确的预报，对扭矩系数ＫＱ亦可作出比较好的预报。

优化理论在螺旋桨水动力设计中的应用

论文结合优化算法和升力线设计计算程序,以理想效率最优为目标,对螺旋桨径向环量分布进行优化计算。其中,待求的径向环量分布用正弦级数进行参数化表达。在算例中,开展了正弦级数参数选取个数对优化结果影响的数值试验,并与传统的变分法计算得到的最佳环量进行比较。当选取4个参数进行优化时,用论文的方法优化得到的环量分布和传统变分法计算得到的最佳环量分布基本一致。为了对论文的优化方法的有效性进行验证,在拖曳水池开展了螺旋桨敞水性能对比试验。数值计算和模型试验结果表明,论文建议的优化方法是可行和有效的,优化效果与传统变分法相当甚至更佳。