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吉林大学王同建等:船用螺旋桨流动尺度解析模拟与粒子图像测速验

  船用螺旋桨性能评估中常用的雷诺平均方法(RANS)存在许多难题,特别是在处理边界层发展、尺度效应、翼尖和轮毂涡等复杂流动现象时。本文使用动态大涡模拟(DLES)、延迟分离涡模拟(DDES)和应力混合涡模拟(SBES)三种尺度解析模拟(SRS)方法,以提高流动特性预测的准确性。

  1. 通过 SRS 方法详细地描述螺旋桨流场的不规则和多尺度湍流结构;2. 通过粒子图像测速(PIV)试验,分析缩比螺旋桨的真实流场。

  1. 考虑叶片的周期分布和计算消耗,提取 1/5 的螺旋桨计算区域,并采用局部网格细化方法,获得分辨率足够高的网格模型(图 1);通过仿真结果与已有试验数据的对比,验证SRS方法在螺旋桨性能预测方面的可行性与有效性(图 3)。2. 通过搭建PIV试验装置(图 4),得到缩比螺旋桨在特定横截面上的速度和涡量分布情况下的尾流演变(图 9和 10),从而分析 SRS 方法对流场结构的捕捉能力。

  1. 通过定量和定性分析发现,SRS方法在预测特征参数和捕捉流场信息方面表现良好,特别是值得重点关注的 SBES 模型;2.作为一种可视化流 场分析工具,PIV 测量方法可以为螺旋桨等旋转 机械的设计和性能改进提供一定的参考依据。

  《学报(英文版)A辑:应用物理与工程》是一本应用物理与工程类的综合性期刊,于2000年创刊,为英文科技月刊。接收的文章范围包括机械及土木工程、环境工程及能源、材料和化工等领域。被SCI-E、EI、CA、SA、JST、 Scopus等国内外重要数据库检索和收录。期刊一直执行严格的国际同行评审制度,平均录用时间为60天,录用后一般2个月左右正式发表。

  2018JCR报告中,影响因子为1.369,2010年底获得“中国出版政府奖”(首届期刊奖),2013年和2015年获得“中国百强科技期刊”称号,2013年成为首家获得“中国科技期刊国际影响力提升计划”项目A类资助的大学学报(2013-2015年度)。

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