复合材料螺旋桨流固耦合数值计算

发布时间：2022-02-22 04:56

　　作为常见的船舶推进装置,螺旋桨具有几何形状简单、安装使用方便、推进效率高等特点。但随着船舶事业的飞速发展,船舶逐渐向大型化、高速化的特点发展,对船舶螺旋桨性能的要求越来越高。现阶段的常规材料螺旋桨具有噪声大、不耐腐蚀、使用寿命较短等缺点,因此近年来螺旋桨材料发生了巨大的变化。由于新型材料的物理性质发生了变化,螺旋桨的流固耦合问题引起了越来越多的关注。本文主要对DTMB 4119螺旋桨流固耦合问题进行以下方面的研究工作:（1）针对DTMB4119螺旋桨在不同工作工况下,研究流体计算网格量对螺旋桨敞水性能的影响;采用标准k-e、RNG k-e、SST k-w湍流模型,研究分析湍流模型对螺旋桨敞水性能的影响,并与参考文献给出的试验结果进行对比分析,从结果来看采用RNG k-e湍流模型的计算结果与文献误差最小。（2）采用三种材料属性不同的各向同性材料,对螺旋桨水动力性能与结构响应特性与材料属性之间的关系进行探究。从仿真结果来看,材料属性对前两种材料螺旋桨影响较小,流体与固体之间的相互影响可以忽略不计;而对玻璃纤维材料螺旋桨的影响较大,纤维材料螺旋桨的敞水性能、流场特性以及桨叶的应力应变、变形都... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 复合材料螺旋桨的应用与研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 数值计算基本理论
    2.1 引言
    2.2 计算流体力学基本原理
    2.3 结构计算相关理论
    2.5 本章小结
3 螺旋桨水动力性能数值方法
    3.1 引言
    3.2 螺旋桨水动力计算
    3.3 网格独立性验证
    3.4 湍流模型的选取
    3.5 螺旋桨敞水性能分析与验证
    3.6 本章小结
4 螺旋桨流固耦合特性模拟与分析
    4.1 引言
    4.2 螺旋桨结构计算方法
    4.3 螺旋桨流固耦合计算
    4.4 本章小结
5 复合材料螺旋桨流固耦合计算
    5.1 引言
    5.2 基于ACP复合材料分层有限元模型
    5.3 复合材料螺旋桨流固耦合结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的复合材料螺旋桨叶片有限元建模与分析[J]. 李雪芹,陈科,刘刚.  复合材料学报. 2017(04)
[2]螺旋桨流固耦合方法及噪声预报[J]. 杨光,熊鹰,黄政.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(01)
[3]复合材料螺旋桨双向流固耦合计算[J]. 杨光,熊鹰,黄政.  舰船科学技术. 2015(10)
[4]复合材料螺旋桨水动力特性的流固耦合数值模拟[J]. 刘政,贺铸,张宁,李红林,祁霞.  船舶工程. 2015(02)
[5]螺旋桨流固耦合特性的数值模拟[J]. 孙海涛,熊鹰,时立攀.  江苏大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]螺旋桨水动力性能及流固耦合数值模拟[J]. 黄璐,陈立,邱辽原,解学参.  舰船科学技术. 2014(11)
[7]考虑铺层的复合材料螺旋桨流固耦合计算及验证[J]. 陈悦,朱锡,周振龙.  船海工程. 2014(02)
[8]碳纤维复合材料螺旋桨铺层角度研究[J]. 张建国,岳金,宋春生,张锦光.  武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2014(02)
[9]五叶侧斜螺旋桨流固耦合特性的非定常数值模拟[J]. 曹峰,李巍,尤云祥.  水动力学研究与进展A辑. 2013(05)
[10]考虑变形的螺旋桨水动力及变形特性研究[J]. 孙海涛,熊鹰.  哈尔滨工程大学学报. 2013(09)

硕士论文
[1]船用螺旋桨流固耦合水动力及强度分析[D]. 张田蕾.大连海事大学 2016
[2]复合材料螺旋桨流固耦合特性研究[D]. 李果.上海交通大学 2014
[3]复合材料螺旋桨—流固耦合[D]. 曹峰.上海交通大学 2013
[4]螺旋桨水动力、空泡和噪声性能预报方法研究[D]. 王国栋.华中科技大学 2013



本文编号：3638740