對(duì)一種流線型高速ROV導(dǎo)管螺旋槳和槽道螺旋槳的水動(dòng)力性能進(jìn)行仿真分析,得到2種螺旋槳的水動(dòng)力特性曲線。將螺旋槳的推力和ROV的阻力進(jìn)行對(duì)比計(jì)算,驗(yàn)證了流線型高速ROV設(shè)計(jì)的可行性。在敞水下,仿真得到導(dǎo)管螺旋槳推力、扭矩及效率曲線,并與圖譜曲線對(duì)比,證明了數(shù)值仿真的可行性。在靜水下,計(jì)算了不同轉(zhuǎn)速時(shí)槽道螺旋槳的推力性能,得出推力與轉(zhuǎn)速平方對(duì)應(yīng)的曲線。在不同航速下,計(jì)算了槽道螺旋槳一定轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的推力和扭矩,發(fā)現(xiàn)在一定航速下槽道螺旋槳失去效率。通過壓力云圖的分析看出,當(dāng)流速增大時(shí),在高速ROV表面產(chǎn)生負(fù)向的壓力使整個(gè)螺旋槳的推力減小。通過數(shù)值模擬得到的結(jié)果,具有工程實(shí)用價(jià)值,為后續(xù)的運(yùn)動(dòng)控制打下基礎(chǔ)。

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圖4網(wǎng)格劃分圖Fig.4Gridsofcalculationdomain數(shù)值仿真和結(jié)果分析

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分。圖3為計(jì)算流域圖。圖3計(jì)算流域Fig.3Graphofcalculationfield由于導(dǎo)管螺旋槳槳葉曲面形狀復(fù)雜，因而在螺旋槳附近計(jì)算域設(shè)立加密區(qū)域，采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分。同時(shí)為了減小計(jì)算量，在V1區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行劃分。2個(gè)網(wǎng)格之間通過設(shè)置inter....

圖6槽道螺旋槳計(jì)算模型Fig.6Modelingofchannelthrusters

雜?No.19A+Ka4-70型螺旋槳，本文中CFD模擬的計(jì)算值與圖譜值吻合較好。3槽道螺旋槳的性能驗(yàn)證3.1計(jì)算模型及設(shè)置為了簡(jiǎn)化計(jì)算，本文只保留流線型高速ROV的主體部分，忽略掉附屬物影響，并且只單獨(dú)對(duì)一個(gè)槽道螺旋槳進(jìn)行性能驗(yàn)證。選取前端側(cè)向推進(jìn)器作為仿真對(duì)象，螺旋槳中心距前....

圖7槽道螺旋槳計(jì)算區(qū)域Fig.7Calculationfieldofchannelthrusters3.2無航速時(shí)的推力分析

流體域采用混合網(wǎng)格方式建立，共分為3個(gè)區(qū)域。如圖7所示，最外區(qū)域V1是直徑為11D圓形區(qū)域，入流段長度為4D，出流段長度為7D，該區(qū)域采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格形式劃分。過渡區(qū)域V2是直徑為3D圓形區(qū)域，長度為4D，該區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格形式劃分。最內(nèi)區(qū)域V3的直徑為1.01D，該區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)....

圖10壓力云圖Fig.10Contoursofstaticpressureatdifferentturn3.3不同航速時(shí)的推力分析

的推力方向如圖8所示。通過Flu-ent仿真計(jì)算，得到航速u為0時(shí)，螺旋槳的軸向推力Ft與轉(zhuǎn)速n平方的關(guān)系，如圖9所示。由圖可知，總推力的大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。同時(shí)也可看出螺旋槳正轉(zhuǎn)時(shí)，推力的線性曲線斜率要比逆轉(zhuǎn)時(shí)大，這是因?yàn)槁菪龢�的�?gòu)造以及槳葉的位置決定的。螺旋槳轉(zhuǎn)速為100....

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