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基于熵产理论的导管桨流动损失特性研究

宋科 杨邦成

宋科, 杨邦成. 基于熵产理论的导管桨流动损失特性研究[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02299
引用本文: 宋科, 杨邦成. 基于熵产理论的导管桨流动损失特性研究[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02299
Study on the flow energy loss characteristics of ducted propeller using entropy production theory[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02299
Citation: Study on the flow energy loss characteristics of ducted propeller using entropy production theory[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02299

基于熵产理论的导管桨流动损失特性研究

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02299
基金项目: 国家级-国家自然科学基金(11172116)

Study on the flow energy loss characteristics of ducted propeller using entropy production theory

  • 摘要: [目的]为了准确地定位导管桨在运行时流动损失发生的位置与损失大小,从能量的角度对导管桨的流动损失特性进行了分析。[方法]通过引入熵产理论方法,采用SST k-ω湍流模型及熵产方程模型对导管桨在不同转速与进速条件下进行了定常模拟研究。[结果]研究结果表明:相同转速下的黏性耗散熵产值随着进速的增大而增大,而湍流耗散熵产值随进速的增大而减小;在相同进速下,黏性耗散熵产值和湍流耗散熵产值均随着转速的增大而显著上升;不同工况条件下的湍流耗散熵产所占比例均大于黏性耗散熵产,导管桨的不可逆流动损失的主要原因为湍流耗散;导管桨的流动损失区域主要位于导管后缘附近区域和桨毂后方,其中桨毂后方所形成的大范围的毂涡区正是流动损失的高位集中区。此外,对导管桨进行了加装毂帽鳍的优化改进,改进后的导管桨能显著改善桨尾部的涡流分布,降低了由毂涡所引起的流动损失。[结论]研究结果揭示了导管桨运行时的流动损失的特点并准确定位了流动损失集中区,可为导管桨节能优化设计及流动损失识别分析提供新思路。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-22
  • 网络出版日期:  2021-05-26

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