1、半浸式螺旋槳作為一種新型的特種高效螺旋槳，在高速艇上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，迄今為止，人們對(duì)于半浸槳的水動(dòng)力性能、力的脈動(dòng)特性以及流場(chǎng)特性等還缺乏足夠的認(rèn)知。目前，研究半浸槳的主要手段是水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。但是半浸槳的水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)受到花費(fèi)高、操作困難等多重因素的限制。而半浸槳的理論研究近年來(lái)雖取得了一定的進(jìn)步，但依然缺乏成熟的理論以指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作。隨著CFD方法的快速發(fā)展，應(yīng)用該方法研究半浸式螺旋槳成為可能。
　　本文通過(guò)雷諾平均(

2、RANS)方程計(jì)算半浸式螺旋槳的流場(chǎng)，利用VOF(Volume of Fraction)方法捕捉自由液面，應(yīng)用滑移網(wǎng)格技術(shù)模擬半浸槳的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)半浸槳模型841-B的數(shù)值模擬，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。分析可知:在J=0.8～1.1之間，推力系數(shù)Kt、扭矩系數(shù)10Kq的誤差在10％之內(nèi)并模擬出了半浸槳的過(guò)渡區(qū)。計(jì)算結(jié)果表明，利用CFD技術(shù)對(duì)半浸式螺旋槳進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的。利用該數(shù)值方案計(jì)算某實(shí)艇上安裝的半浸槳，研究了浸深比I

3、t、斜流角ψ對(duì)其水動(dòng)力性能的影響，并對(duì)其受力的脈動(dòng)特性以及流場(chǎng)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:半浸槳浸深越大其受力的脈動(dòng)性越小。在尾流場(chǎng)中，滑流作用占據(jù)主導(dǎo)地位，徑向方向上存在明顯的滑流邊界。自由液面以下區(qū)域軸向速度梯度很大，而橫向速度明顯增大;自由液面以上區(qū)域軸向速度與橫向速度明顯增加，但其滑流邊界并不明顯。橫向速度以自由液面為界，發(fā)生了較大的變化。而斜流角對(duì)半浸槳水動(dòng)力性能的影響較小。斜流角的存在相當(dāng)于半浸槳浸深略有增加。
　　

4、當(dāng)半浸槳在大浸深情況下工作時(shí)，其扭矩就會(huì)急劇增加，此時(shí)通過(guò)通氣管對(duì)其進(jìn)行通氣以降低扭矩。本文通過(guò)數(shù)值計(jì)算模擬了通氣管直徑，出氣口徑向位置與縱向位置對(duì)半浸槳水動(dòng)力性能的影響。結(jié)果表明:通氣管直徑越大，半浸槳的推力T、扭矩Q越小，在低進(jìn)速時(shí)效率增大;通氣管出氣口的徑向位置與縱向位置對(duì)低速時(shí)影響較大。通氣管直徑的改變影響的是通氣量的變化，而出氣口縱向位置與徑向位置的改變影響的是半浸槳對(duì)空氣的抽吸作用。
　　本文提供的數(shù)值方法為進(jìn)一步研究