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        船用螺旋槳升力面理論

        日期:2016-08-04

        摘要:升力面法適用于槳葉較厚、彎度較大的螺旋槳,而且可以計算其槳葉表面的壓力分布。

         升力面法適用于槳葉較厚、彎度較大的螺旋槳,而且可以計算其槳葉表面的壓力分布。其理論設計主要利用定常升力面理論計算方法計算螺旋槳水動力特性。依據網格劃分方法,劃分槳葉渦網格如下:

        http://www.zslongye.com/product/Propeller/51.html

        在葉片區,在槳葉拱弧面上共劃分MBxNB個四邊形渦網格,在每個渦網格的徑向和徑向邊上都進行渦分布,并且在徑向邊上進行源分布。如圖1。
         1.jpg
        圖1 槳葉拱弧面上的奇點單元和控制點
        在徑向渦線段上分布源匯,是為了表示葉剖面厚度影響,由于徑向環量是處于輻向平面上,根據亥姆霍茲定理,在徑向渦線的兩端,一定有自由渦線引出來,自由渦線沿著相鄰上下徑向線延伸到隨邊,然后在隨邊后順著尾渦方向繼續向后延伸,自由渦線與徑向渦線一起構成一個馬蹄形渦。因此,我們可以用葉面徑向馬蹄形渦分布來代替葉面四邊形渦網格分布。這樣葉面上就共有MBxNB個馬蹄形渦及MBxNB個源匯。如圖2。
         2.png
        圖2 在葉片和尾流中封閉的渦
        葉片上下表面總的誘導速度分別為:
        上表面(Vmn)+=Vmn+(Vt)+mn+(Vn)+mn
        下表面(Vmn)_=Vmn+(Vt)_mn+(Vn)_mn
        Vmn為不包括奇點本身的誘導速度
        由伯努利方程
        P+1/2ρV•V=P1+1/2ρ[VA2+(2πrn)2]
        →P=1/2ρ[V2-(VA2+(2πrn)2)]+P1
        令VR2= VA2+(2πrn)2
        為相對流速度平方。
        則P=1/2ρVR2-1/2ρV2+P1
        令Cpmn=(P-P1)/(1/2ρVR2)
        則有Cpmn=1-(|Vmn|2)/ VR2
        故葉片上下表面壓力系數是
        Cpmn+=1-(|Vmn+|2)/ VR2
        Cpmn-=1-(|Vmn-|2)/ VR2
         

        標簽: 船用螺旋槳設計(49) 螺旋槳(85)
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