歐洲客戶CAESES案例分享——線性噴水推進(jìn)器的設(shè)計與優(yōu)化
福伊特VOITH線性噴水推進(jìn)器是一款結(jié)合了螺旋槳優(yōu)勢(propeller)和噴水推進(jìn)器優(yōu)勢(waterjet)的產(chǎn)品。對于這款產(chǎn)品的設(shè)計,最大的挑戰(zhàn)之一在于如何在廣泛的工作范圍內(nèi)保持高效率,同時延遲空泡的發(fā)生。
具體來說,福伊特線性噴水推進(jìn)器具有以下優(yōu)勢:
● 在船舶的航區(qū)間內(nèi)持續(xù)的高效率
● 降低空泡,降低噪音和振動
● 適用于低速,高速之間混合運(yùn)行工況的船型,如游艇,巡邏艇等

福伊特公司充分利用CAESES的功能來設(shè)計線性噴水推進(jìn)器的整個系統(tǒng),包括尾軸管,船體和轉(zhuǎn)子/定子的幾何外型。

推進(jìn)器與船體的整合
如何將這套系統(tǒng)最佳的匹配到船體上也是通過CAESES實(shí)現(xiàn)的,如下圖。為了找到滿足客戶需求的最佳外型,我們定義了一系列參數(shù)(尾軸管長度,整合深度等等),然后將他們用到CAESES建立的高度自動化的仿真流程中。這些參數(shù)會自動變化,與此同時轉(zhuǎn)子,定子,噴嘴的幾何形狀也會發(fā)生相應(yīng)的變化,這樣就確保了船體幾何與推進(jìn)器完美的貼合。

定子和轉(zhuǎn)子的設(shè)計
葉片的參數(shù)基于圓柱形截面定義。典型的參數(shù)為弦長,厚度,拱,側(cè)斜,縱傾,螺距的徑向分布。為了分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的劃分,一些其他的參數(shù)也被定義。

以這個幾何為基礎(chǔ),網(wǎng)格劃分流程可以完全的自動化,并且可以用于試驗(yàn)設(shè)計和優(yōu)化。面網(wǎng)格本身在一些關(guān)鍵的區(qū)域如倒邊,隨邊和葉梢與噴嘴之間的空隙也有更高的密度。


葉片,噴嘴,船體和尾軸管的參數(shù)可以利用CAESES內(nèi)置的算法自動變化從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計和優(yōu)化。整個仿真流程是在福伊特公司的計算集群上完成的。

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