Анализ влияния моделей турбулентности, топологии сетки, и характеристик потока на точность прогнозирования гидродинамических характеристик изолированного гребного винта
DOI:
https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-2/15-25Ключевые слова:
гребной винт, INSEAN E779A, CFD, RANS, Ansys Fluent, модели турбулентности, испытания изолированного гребного винтаАннотация
В работе рассматривается влияние модели турбулентности, топологии сетки и характеристик потока на точность численного прогнозирования гидродинамических характеристик гребного винта в широком диапазоне относительной поступи. Уравнения RANS решены с помощью Ansys Fluent для оценки гидродинамических характеристик модели изолированного гребного винта типа E779A. Достоверность численных результатов была проверена известными экспериментальными данными; численно-экспериментальное сравнение показало хорошее соответствие. Были представлены и проанализированы значения коэффициентов упора, момента и КПД для различных моделей турбулентности и топологий сетки как в стационарном, так и в нестационарном потоке. Установлено, что использование переходной модели турбулентности в сочетании с гексаэдрической сеткой гарантирует высокий уровень точности определения гидродинамических характеристик изолированного гребного винта.
Библиографические ссылки
1. Sikirica A., Čarija Z., Kranjčević L., Lučin I. Grid type and turbulence model influence on propeller characteristics prediction // Journal of Marine Science and Engineering. 2019. Vol. 7. № 10. Art. 374. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse7100374.
2. Morgut M., Nobile E. Influence of grid type and turbulence model on the numerical prediction of the flow around marine propellers working in uniform inflow // Ocean Engineering. 2012. Vol. 42.
P. 26–34. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2012.01.012
3. Tu T.N. Numerical simulation of propeller open water characteristics using RANSE method // Alexandria Engineering Journal. 2019. Vol. 58. № 2. P. 531–537. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2019.05.005
4. Wang X., Walters K. Computational analysis of marine-propeller performance using transition-sensitive turbulence modeling // Journal of Fluids Engineering. 2012. Vol. 134. № 7. Art. 071107. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4005729.
5. Nakisa M. and A.M.J. and A.A.M. Assessment of marine propeller hydrodnamic performance in open water via CFD: Proceedings of The 7th International Conference on Marine Technology (MARTEC 2010). 2010. Р. 35–44.
6. Helal M.M., Ahmed T.M., Banawan A.A., Kotb M.A. Numerical prediction of sheet cavitation on marine propellers using CFD simulation with transition-sensitive turbulence model // Alexandria Engineering Journal. 2018. Vol. 57. № 4. P. 3805–3815. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2018.03.008
7. Корнелюк О. Способы задания граничных условий и геометрии гребного винта в Flow Visi-on // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2018. № 5(77). С. 74–81.
8. Месропян А.В., Шабельник Ю.А. О влиянии параметров сеточной модели при формировании расчётной области на примере гребного винта // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2021. № 2(92). С. 41–47.
9. Белая А.Б., Яковлев А.Ю. Forecasting of modern propeller characteristics by OpenFoam // Marine Intellectual Technologies, 2020. № 3(49). P. 40–47.
10. Belhenniche S.E. et al. Effect of pressure pores size on hydrodynamic and hydroacoustic marine propeller performances under cavitating case // Ocean Engineering. 2024. Vol. 307. Art. 118164.
11. Rizk M.A. et al. Cavitation Predictions of E779A Propeller by a RANSE-based CFD and Its Performance Behind a Generic Hull // Journal of Marine Science and Application. 2023. Vol. 22. № 2. P. 273–283.
12. Alves Pereira F.J. et al. Description of the INSEAN E779A Propeller Experimental Dataset. 2006.
13. Ali R., Tryaskin N.V. Numerical study on effect of the turbulence initial conditions on transition flow over 2D airfoil // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2019. Vol. 31. № 6. P. 203–214.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Вестник Инженерной школы ДВФУ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
