舰船螺旋桨性能方案

 通过优化船型，可以减小船舶阻力，而改善螺旋桨的推进性能则明显可以增加船舶的推进效率，可以

增加船舶的速度，对推进效率的研究是船舶研究的一个重点。由于船体与螺旋桨几何形状复杂，流动

变化剧烈，采用整体计算存在很大的难度，并且船舶的大型化、高航速等因素导致了对重负荷螺旋桨的

需求增加，螺旋桨产生空化是不可避免的。因此，为了了解和控制螺旋桨空泡，精确的预报技术就变得

越来越重要。

         传统的船舶螺旋桨理论是基于流体力学的势流理论建立起来的，如定常、非定常流动的升力面理论、面元法等 。

目前这类方法已经发展到相当的水平，并已广泛运用到螺旋桨的设计与预报当中 。然而这些方法有其自身无

法克服的缺点，不能够正确预报螺旋桨流动因粘性存在而产生的一些重要流动特征。如：螺旋桨桨叶边界层

及边界层的发展、流动的分离现象、螺旋桨尾流场的结构以及桨叶稍涡的形成与结构等，也不能考虑由于雷

诺数相差悬殊而造成模型桨与实桨之间的尺度效应等。CFD方法不但能提供普通势流方法能提供的结果，如

水动力性能、桨叶表面的负荷分布等，还能提供螺旋桨流动所特有的一些重要现象与特征，如桨叶边界层流

动、流动的分离现象、桨叶所受的粘性力以及梢涡的形成与结构、螺旋桨尾流场等，不但能从定性上而且能

从定量上预报螺旋桨粘流场，为螺旋桨噪声、振动提供基础依据。
 
ANSYS仿真解决方案技术优势：

1. 高效的网格划分功能：网格工具可实现高质量的网格自动划分，或进行手动高质量六面体网格划分；

2. 求解器Fluent&CFX的双剑合并：丰富的湍流模型，完备的多相流模型，强大的动网格技术及滑移网格技

术，多参考系模型；

3. 参数化及优化技术；基于Workbench平台的模型参数及边界条件参数化分析，加上DX的响应面寻优技术；

4. 强大的模型处理技术：SCDM的直接建模技术，不依赖CAD设计人员，在仿真结束后即可直接修改模型；

5. 高效的并行计算功能：支持HPC和GPU加速功能；

6. 流固耦合仿真：螺旋桨周围流场与结构仿真可在Workbench平台下实现载荷数据无缝连接。
 
ANSYS产品特色

 支持六面体与四面体的混合网格计算

 滑移/动网格技术

 空泡模型

 噪声模型

 边界插值处理

 高性能计算选项HPC
 
仿真难点

 模型尺度大

 几何细节繁多且复杂

 物理现象复杂

 仿真规模大，计算机资源消耗高
 
螺旋桨敞水性能仿真说明：

 混合网格

 边界层网格

 MRF模型

螺旋桨空化特性仿真说明：

混合网格

MFR模型

空化模型