螺旋桨梢涡空化初生及尺度效应研究

螺旋桨的空泡现象是噪声的主要原因,梢涡空化辐射噪声是螺旋桨辐射噪声的主要组成部分，因此模拟梢涡空化初生过程然后预报螺旋桨梢涡空化初生空泡数对于抑制空化发生进而降低螺旋桨噪声有很大的现实意义。本项目应用粘性流体力学方法对螺旋桨梢涡流场进行数值研究，并应用模型实验结果进行验证。在此基础上，应用微气泡理论对空化初生过程中气核与梢涡的相互作用进行全面而系统的研究，建立一种基于微气泡理论的螺旋桨梢涡空化初生预报方法及梢涡空化尺度效应换算公式。

螺旋桨的空泡现象是噪声的主要原因，梢涡空化辐射噪声是螺旋桨辐射噪声的主要组成部分，因此，模拟梢涡空化初生过程进而预报螺旋桨梢涡空化初生空泡数对于抑制空化发生进而降低螺旋桨噪声有很大的现实意义。.本项目分别以NACA0012、DTMB5168桨和DTRC4119桨为研究对象，分别采用了经过修正的雷诺应力模型和分离涡模型螺旋桨梢涡流场进行了数值研究，并应用模型试验结果进行验证。建立了系统而全面的螺旋桨梢涡流场数值计算模型，在计算过程中成功的模拟了螺旋桨梢涡的空间结构并捕捉到了二次分离涡。在此基础上，应用微气泡理论对空化初生过程中气核在理论涡及螺旋桨梢涡涡核中的运动规律进行了研究。建立基于微气泡理论的螺旋桨梢涡空化初生预报的数值计算模型，并在计算过程中提出了螺旋桨梢涡空化初生的判断方法。利用所提出的判断标准，分别对不同尺度的水翼梢涡空化初生进行了数值模拟，从理论上推导出模型尺度空化初生空泡数与实尺度空化初生空泡数的尺度效应关系。并求得了螺旋桨梢涡空化尺度效应系数值，为研究螺旋桨梢涡空化尺度效应提供了参考。