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复合材料螺旋桨纤维铺层的影响及预变形设计
  • ISSN号:1671-4512
  • 期刊名称:华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
  • 时间:2014
  • 页码:116-121
  • 分类:U661.3[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:[1]国防科学技术大学指挥军官基础教育学院,湖南长沙410072, [2]海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51179198)
  • 相关项目:复合材料螺旋桨预变形设计方法研究
中文摘要:

基于ANSYS Workbench平台,利用其多场分析功能,采用求解RANS方程的方法,利用CFX求解器对螺旋桨3维流场进行数值模拟,利用有限元求解器计算螺旋桨结构响应,并将有限元求解器的设置输出为结构求解子程序,供CFX计算时调用以实现数据的实时双向传递,从而将流体计算与结构变形计算耦合起来,给出一种求解螺旋桨流固耦合问题的3维数值模拟方法,并通过与试验数据的比较验证了方法的可靠性.设定2种材料特性,对螺旋桨的水动力性能、桨叶变形及应力应变特性等进行了数值模拟.结果表明:材料特性对变形及应变较为显著,弹性桨的变形与应变较刚性桨约高1个量级;变形后的螺旋桨又对水动力性能及周围流场产生影响,弹性桨的推力和转矩均比刚性桨小.

英文摘要:

Based on ANSYS Workbench platform, FSI algorithm was established to consider the unsteady viscous fluid of propeller. To make use of respective advantages of computational fluid dynamics and com- putational structural mechanics, the external CFX solver functions were used. A 3-D numerical simula- tion method was presented to investigate the fluid-structure interaction of marine propellers. The coupled simulation was implemented by a two-way technique with the on-line transmission between fluid load and structure response data in ANSYS software. The method reliability was verified by comparing with experi- mental data. The hydrodynamics, the blade deformation, the stress and strain of a propeller with two dif- ferent materials were simulated. The results show that material characteristics have remarkable effect on the deformation and strain of blade. The deformation and the strain of flexible blade have an order of magnitude higher than that of rigid blade. The deformed propeller has influence on hydrodynamics and flow field. The thrust and the torque of flexible propeller are smaller than those of rigid propeller.

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期刊信息
  • 《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:华中科技大学
  • 主编:丁烈云
  • 地址:武汉珞喻路1037号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hgxbs@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543916 87544294
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4512
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1658/N
  • 邮发代号:38-9
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21013