本案例利用Fluent中的MRF模型,对螺旋桨敞水水动力性能问题进行了仿真计算。该案例仅对螺旋桨的稳态计算进行了简单演示,其余的旋转机械的仿真设置与本案例基本一致,可按照该案例进行相关设置。
本文仅计算了进速系数为0.4的工况,计算结果与相关实验较为接近。
1 workbench 设置
1.1 选择流体流动(带有Fluent 网格划分功能的Fluent)
2 SCDM 设置
2.1 导入几何
左边为入口,右边为出口。
3 FLUENT MESHING设置
采用了Fluent meshing进行前处理,采用多面体的方法对体网格进行划分。
具体网格划分设置如下:
4 FLUENT 设置
4.1 General设置
由于是MRF静态求解问题,此处设置为稳态计算模式。
4.2 材料定义
本案例模拟螺旋桨的水动力性能,因此选择的材料为水。
4.3 模型设置
采用k-w SST 湍流模型。将螺旋桨所在的区域进行如下设置。使其实现旋转功能。
4.4 边界条件设置
此处进行边界条件设置,主要是依据进速系数进行入口速度大小设置。本案例中,仅计算了进速系数为0.4的情况,依据进速系数公式,此时的入口速度为1.22m/s。
将4119桨设置为移动壁面。
4.5 计算设置
进行初始化,初步计算100步。
开启阻力监测,对螺旋桨水动力性能展开监测。
进一步进行流场计算,直到阻力值趋于稳定。由下图可知,本案例推力计算结果为270-280N之间。与实验值接近。误差在5%之内。
4.6 后处理设置
对计算完成后的压力云图与流线图进行绘制。