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混合式CRP面元法计算对比

发布时间:2019-01-12 12:14  文章来源:笔耕文化传播
【摘要】:目前,对于混合式CRP(contra-rotating propeller)的数值研究大部分是基于黏流方法,这主要是由于混合式CRP组成构件较多,运用势流方法求解存在一定的困难.但势流方法求解效率较高,在混合式CRP的设计方面,具有独特的优势.为建立混合式CRP的高效数值分析方法,从而为混合式CRP的设计工作奠定基础,研究首先将混合式CRP分成前桨和吊舱推进器两部分,以单个螺旋桨面元法和吊舱推进器整体面元法为基础,建立了混合式CRP的迭代面元法.随后对混合式CRP的几何结构以及桨叶面元奇点强度的变化特点进行分析,提出了将混合式CRP各构件进行整体计算的面元法,推导了整体面元法的计算公式.编译完成迭代面元法以及整体面元法的计算程序,并对混合式CRP的敞水性能进行了计算分析,两种面元法的计算结果与试验值的对比表明;迭代面元法与整体面元法计算得到的推力、扭矩系数相对误差均能控制在5%以内,但整体面元法的计算时间比迭代面元法节约1/3左右,同时整体面元法省去了迭代步骤,适宜于混合式CRP的设计.最后对研究中所建立的整体面元法的理论误差进行了分析.
[Abstract]:At present, most of the numerical studies on hybrid CRP (contra-rotating propeller) are based on viscous flow method, which is mainly due to the large number of components composed of hybrid CRP, so it is difficult to solve the problem by using the potential flow method. But the potential flow method is more efficient and has unique advantages in the design of hybrid CRP. In order to establish an efficient numerical analysis method for hybrid CRP and lay a foundation for the design of hybrid CRP, the hybrid CRP is first divided into two parts: front propeller and podded propeller. Based on single propeller panel method and podded propeller integral panel method, an iterative panel method for hybrid CRP is established. Then, the geometric structure of the hybrid CRP and the variation characteristics of the singularity strength of the blade element are analyzed. The panel method for the integral calculation of the components of the hybrid CRP is proposed, and the calculation formula of the integral panel method is derived. The calculation program of iterative panel method and integral panel method is compiled and the open water performance of hybrid CRP is calculated and analyzed. The comparison between the calculated results of the two methods and the experimental results shows that; The relative error of torque coefficient can be controlled within 5% of the thrust obtained by the iterative and global panel methods. However, the calculation time of the integral panel method is about one third less than that of the iterative panel method, and the iteration step is omitted by the whole panel method. Suitable for the design of hybrid CRP. Finally, the theoretical error of the global panel method is analyzed.
【作者单位】: 海军工程大学舰船工程系;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51479207)
【分类号】:U661;U664.3

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