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螺旋槳數值模擬常用的三種方法：

• Moving Reference Frames (MRF)

• Rigid Body Motion (RBM)

• Overset Mesh (OM)

若對這三種方法的特點、適用范圍和優缺點進行過對比可知：

所有的旋轉機械——螺旋槳、渦輪機械、水泵、攪拌機、海上風機等等，均可以采用這三種方法進行性能評估和預報。

今天小二就采用第二種方法，即剛體運動法/滑移網格法對一種特殊的槳——導管槳進行敞水性能的數值模擬。

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導管槳由螺旋槳和具有流線形剖面的導管組合而成，導管的存在能夠顯著改善工作在船后的螺旋槳的伴流場，并產生一定的額外推力，對提高重載荷船舶的螺旋槳效率效果尤為明顯。

因此，近年來，導管槳在現代水面艦船和水下運載器上的應用越來越廣泛了。

本次小二對某遙控式水下機器人（Remotely Operated Vehicle, ROV）的導管槳進行敞水性能分析，其模型如下。

可以看出，該導管槳由安裝支架、驅動電機、柵格、導管和槳葉、槳轂等組成，各零件之間尺寸差異較大，后期在進行網格劃分時要注意區別控制。導管和槳葉配合示意如下：

計算域分為兩個部分：

• 包含槳葉和槳轂的旋轉域

• 包含其余部分的靜態域

兩個域之間建立交界面interface，進行流場信息的插值和傳遞。計算域形狀及各邊界條件類型如下圖：

網格劃分按照上次推送中闡述的原則進行，需要特別注意的是，槳葉和導管之間的距離非常小，為了減小由于網格劃分帶來的離散誤差，小二推薦交界面兩側的縫隙空間內至少各保證有≥3層的網格單元。

各部分網格圖示如下：

接下來進行槳葉旋轉運動和各邊界條件的設置以后，就可以進行計算了，這里不再贅述。

計算完畢后，壓力面和吸力面的壓強如下圖：

文章來源：shipCFD