【摘 要】
：
本研究基于开源的CFD软件平台OpenFOAM,利用求解器InterPhaseChangeFoam,并对SST k-Omega湍流模型进行改造,模拟了均匀来流、不同空泡数工况下的NACA0012二维水翼空泡.考察分析了空泡流中的二维水翼水动力性能,包括水翼升力系数、阻力系数/机翼表面压力分布及其空泡形态.文中给出参数修正后不同湍流黏性t对空泡水动力性能的影响,将计算的数值模拟结果与试验结果相比较,
【机 构】
：
上海交通大学船舶与海洋建筑工程学院海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240
论文部分内容阅读
本研究基于开源的CFD软件平台OpenFOAM,利用求解器InterPhaseChangeFoam,并对SST k-Omega湍流模型进行改造,模拟了均匀来流、不同空泡数工况下的NACA0012二维水翼空泡.考察分析了空泡流中的二维水翼水动力性能,包括水翼升力系数、阻力系数/机翼表面压力分布及其空泡形态.文中给出参数修正后不同湍流黏性t对空泡水动力性能的影响,将计算的数值模拟结果与试验结果相比较,确定了合适的修正模型参数取值.研究发现,随着空泡数的降低,机翼表面空泡形态逐渐由定常空泡转变为非定常空泡,并出现明显的空泡脱落现象.进一步的研究表明,机翼尾部涡结构是空泡脱落的主要原因.
其他文献
可逆式水泵水轮机的过渡过程对抽水蓄电站的稳定运行产生不利影响,为了得到导叶关闭过程水泵水轮机瞬态外特性参数变化规律和内部流动特性,基于壁面节点滑移的动网格技术实现了导叶关闭过程的数值模拟.采用分离涡模拟(Detached EddySimulation)湍流模型对水泵水轮机进行非定常数值计算.结果指出:基于壁面节点滑移的动网格方法能更好地模拟导叶关闭过程的水泵水轮机泵工况外特性参数变化趋势.在导叶关
水下张力腿平台(STLP)作为海上风机的载体,具有便于安装施工、作业状态下水线面面积较小、水动力性能优越等特点,在海洋风能资源的开发中具有着重要应用.本研究采用基于开源平台OpenFOAM开发的CFD水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU对处于中等水深作业状态下的STLP运动响应进行数值模拟与研究.文中使用弹簧锚链模型模拟STLP的垂向系泊锁链系统,模拟该平台在波浪环境下的运动响应情况.首先将
浮式海洋平台在一定的海流条件下,立柱两侧会发生漩涡脱落,进而产生涡激运动.涡激运动会对立管及系泊系统造成疲劳损伤,影响平台的正常工作和使用寿命,因此研究浮式平台的涡激运动具有重要意义.涡激运动是一种复杂的物理现象,其中质量比是影响涡激运动特性的重要参数,本研究基于自主研发的船舶与海洋工程CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,采用基于剪切应力运输(Shear Stress Transport,S
深海柔性立管的涡激振动问题一直以来广受关注,顶端平台的垂荡运动会对立管自身的涡激振动响应产生较大影响.本研究将立管简化为两端简支梁,将平台垂荡运动简化为随时间变化的顶端张力,基于开源CFD软件OpenFOAM自主开发的viv-FOAM-SJTU求解器,对不同幅值和频率变张力作用下立管的振动成分进行分解,并与恒定张力工况进行比较.结果表明,顺流向变张力的频率成分随激励幅值的增大而增大,随激励频率的增
涡激振动是导致海洋立管疲劳损坏的重要因素之一,已引起国内外学者的广泛研究.本研究使用基于开源OpenFOAM平台自主开发的viv-FOAM-SJTU求解器,对不同方向阶梯来流下柔性双立管的横流向涡激振动进行了数值模拟.立管直径D=0.028m,长细比L/D=469,立管间距为4D.立管下端45％长度处于均匀流中,流速为0.6m/s,剩余部分处于静水中.来流方向分别取与双立管轴线所在平面夹角0°,3
导管螺旋桨是一种低航速推力强、效率高的优良特种推进器,普遍应用于水下无人遥控潜水器(ROV).在桨叶与导管之间的梢隙中存在的流动情况非常复杂,本研究基于大涡模拟(LES)方法对某型导管螺旋桨的梢隙流动进行了数值模拟分析.通过对计算域网格数量和若干监测点压力的收敛性研究,建立基于LES的梢隙流动的数值模型.将水动力计算结果与试验数值进行比较,以确定LES方法在计算导管螺旋桨水动力性能问题上的准确性.
本研究利用开源平台OpenFOAM中的interPhaseChangeDyMFoam求解器,应用SchnerrSauer空化模型,对PPTC螺旋桨在全湿流和空化流条件下进行数值模拟,对这两类工况得到的推力系数进行对比,来探究空化对螺旋桨水动力特性的影响.在本研究中,由于空化算例的进速系数较大,因此针对空化算例采用了RANS和DES两种不同的模拟方法,最终将得到的PPTC螺旋桨的全湿流及空化流结果与
船舶与海洋结构物在遇到大波浪时会发生甲板上浪和艏部砰击等问题,这些现象都可能引起结构的变形、振动,甚至破坏.结构物流固耦合的研究日益重要,而关于结构的刚度对流固耦合作用的影响机理的研究极少.本研究采用课题组自主开发的MPSFEM-SJTU求解器对不同刚度条件下的三维平板的流固耦合响应进行数值研究,分析结构物刚度对砰击载荷、结构振型及振动位移等方面的影响.
毂帽鳍是一种广泛应用于船舶领域的水动力附体节能装置,它能够削弱螺旋桨桨毂附近的毂涡,消除毂帽后端的低压区,有效回收周向旋转尾流的能量,从而达到节能的目的.实际应用中,舵对螺旋桨的性能具有显著的影响,因此在研究毂帽鳍节能效果时,考察桨、舵、毂帽鳍三者的相互作用具有重要的意义.本文使用基于开源软件OpenFOAM开发的水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU对桨-舵-鳍系统进行了水动力性能的计算.计
风电场中的风机往往在大气湍流和风机尾流形成的复杂环境中工作,这要求对湍流入流下风机的气动性能与尾流结构进行深入的分析.本文基于致动线模型,采用在OpenFOAM基础上开发的ALMwindFarmFoam求解器,通过在计算域入口处生成满足连续性方程的随机脉动速度模拟湍流入流条件,并使用大涡模拟方法计算湍流作用下风机的气动特性及其尾流特征.通过对比均匀来流与湍流来流下不同位置的轴向速度、气动载荷及尾流