螺旋槳
關注創建者：Aimee_WHH 創建時間：2017-01-15
螺旋槳的視頻教程
(補充ICEM網格劃分)基于SCDM+FM+Fluent的螺旋槳+無人機模型的特性分析
Fluent的螺旋槳計算域的設置，數據提取及處理（包括整機和各部分的升力，阻力，俯仰力矩，螺旋槳的拉力，扭矩，力效等）。CFD-POST的云圖設置計算數據的處理。講解了仿真結果對無人機螺旋槳的選型的指導以及動力系統效率的獲取。 通過本視頻可以迅速掌握無人機-螺旋槳整體模型流場分析的關鍵點，分析螺旋槳滑流的對全機的影響，指導無人機的設計。
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基于動參考系法(MRF/滑移網格)+DPM模型的植保無人機螺旋槳下洗和噴霧仿真
包括： SCDM的幾何創建； Fluent Meshing 的不共節點多區域網格的劃分； MRF法計算旋轉機械（螺旋槳）的方法，包括： 螺旋槳的下洗流場，流線，壓力； 螺旋槳的拉力，力矩等數據； 單向耦合和雙相耦合的穩態液滴粒子追蹤； 液滴軌跡的顯示； 液滴粒徑的分布統計等； 3、掌握螺旋槳（旋轉機械）的瞬態和噴霧動態過程的仿真。
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基于Ansys CFX的螺旋槳氣動仿真（拉力 功率計算）
利用Ansys Workbench平臺軟件對螺旋槳的氣動性能進行仿真，采用了DM軟件對螺旋槳幾何模型進行簡單處理、采用ICEM軟件進行網格劃分，采用CFX軟件進行求解，并進行了后處理分析，包括流線、葉片的壓力以及螺旋槳拉力、扭矩、功率的計算等。可以作為螺旋槳氣動仿真的初級參考。
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螺旋槳的實例教程
早期的飛機沒有合適的發動機，就只有靠高速旋轉的螺旋槳帶來動力，到了現在，渦輪發動機技術也更為成熟，大型運輸客機都是通過渦輪發動機提供動力，那為什么一些偵察機還沒有替換掉螺旋槳呢？
螺旋槳飛機
二戰時期飛機成為了最主要的戰斗武器，在戰爭發生前后都會派出飛機進行全面的搜索，發現敵人的時候，進行遠程機q掃射或投擲彈藥。那時候幾乎所有的飛機都是采用的螺旋槳提供動力，螺旋槳推動了飛機飛向天空。
二戰時候的戰斗機
螺旋槳旋轉的速度越快，那么飛行的速度也就越快，旋轉的動力變成能夠使飛機飛行的動力。在當時，想要在空中成功飛行的飛機要具備以下幾點：飛機的自重和尺寸不大、飛行速度也比較慢、飛行高度也比較低等，只有螺旋槳飛機符合全部的要求。在現代螺旋槳飛機仍然有著重要的作用。不管飛機的發動機如何改進，螺旋槳飛機都占有一席之地，現在用作飛行員訓練的初教機都是統一使用的螺旋槳飛機。
塞斯納飛機
早期飛機上的螺旋槳的槳葉角都是固定的，稱作定距螺旋槳，不過在飛行的時候很容易受到氣流的影響；而現在槳葉角的位置是可以進行調節的，也就是變距螺旋槳。但是，想要打造變距螺旋槳十分復雜，還需要花費大量成本，目前只用在一些功率大的飛機上。
螺旋槳的結構作用
飛機上的螺旋槳是由槳葉和槳轂兩個部分組成。槳葉在高速旋轉下會產生動力，需要多片槳葉和槳轂才可以組成一個完整的螺旋槳。槳葉即葉、葉尖、前緣和后緣組成。早期飛機上的螺旋槳只有少數的槳葉，而現代經過不停地改進，出現了多種槳葉的螺旋槳。
各種螺旋槳
飛機想要順利地向前飛行，就必須要有外力進行推動，而且外力還必須要大于飛機向前的阻力，同時在空中飛機移動的角度不同，就會飛向不同的方向。
展開 值得注意的是，中國近年來在超巨型船用螺旋槳領域中取得了技術突破，不但打破了早年間西方的技術封鎖，甚至還實現了對原有先進國家的反超。根據目前中國最大型螺旋槳的規格來看，噸位甚至超過福特級的未來國產核動力航母已不再是遙不可及的幻夢。
▲中國大型船用螺旋槳已位居世界頂尖水平
螺旋槳的本質是什么？有何特點
螺旋槳是一種常見的動力機械，其重要組成部分、槳葉會在空氣或水里按照特定規律和速度進行旋轉，常見于飛機和艦船。艦船螺旋槳包括輪轂、槳葉、葉根、隨邊、葉稍和導邊。會有兩個或多個槳葉與轂連接，而槳葉向后的一面就是其螺旋面。在圍繞軸承運轉時，螺旋槳必須要使其各剖面在升阻比較大的仰角工作，這樣才能讓拉力達到最大值，最終讓動力效率達到提升。因此，螺旋槳的槳葉角會從槳尖到根部逐漸加大，從這一點上看，螺旋槳類似可以扭轉的飛行器機翼。
▲螺旋槳是艦船動力系統的關鍵組成部分
隨著艦船技術的發展，它們使用的螺旋槳也有了自己的特點，各國技術人員在均衡加工難度、成本、靜動平衡以及推進效率后，基本確定了三葉槳和五葉槳的發展模式（也有7槳葉和11槳葉的設計）。一些追求速度的特殊推進器一般采用三葉槳，而五葉槳則一般都用于大型艦船，例如美國尼米茲級航母的四個螺旋槳都各有五片槳葉。一般而言，槳葉越少，轉速就越高，此外螺旋槳本身直徑越大，拉力也就越大，這對于巨型艦船而言至關重要。
艦船的螺旋槳位于水線以下，因此它不但要克服水體阻力，而且還要具有很高的抗腐蝕性。隨著技術的發展，螺旋槳的制作材料也有了明顯變化。早年間的船用螺旋槳的主要材料是銅合金，當艦船噸位和動力得到迅速提升后，不銹鋼則逐步取代了銅合金，而馬氏體不銹鋼更是在今天得到了廣泛應用。
展開 大型船舶的螺旋槳生產技術目前只有少數國家掌握，在相當長的時間里，是阻礙中國大型船舶發展的一個“攔路虎”。
大型船用螺旋槳一般包括輪轂、槳葉、葉根、隨邊、葉稍和導邊，超大型螺旋槳的制造涉及到鑄造技術（防止空泡產生）、機械加工技術等多項難點，特別是形狀復雜、精度要求較高的螺旋槳，要用到高端的多軸聯動機床設備。中船瓦錫蘭螺旋槳公司掌握了大型螺旋槳的制造技術并獲得突破。
今天介紹螺旋槳關鍵工序數控加工。
央視曾經報道過遼寧號航母更換螺旋槳的資料，這表明我國在大型船舶螺旋槳精密焊接、制造、安裝等一體化的系統制造技術，已經完全獲得突破。
視頻資料，建議WiFi觀看
大型船舶螺旋槳生產制造視頻
遼寧號航母的螺旋槳直徑至少在4.5米，總重也在400噸左右。這是一個考驗大國工業巨型構件技術水準的領域，從某種程度上講，我國在大型船舶建造技術領域已經獲得了質的飛躍。
中國的大型螺旋槳突破，是從鎮江中船瓦錫蘭螺旋槳公司開始的。這家公司是由中國船舶工業集團公司和芬蘭瓦西蘭集團公司共同投資組建的中外合資企業，而且是中國同行業中規模最大之一。其研發的新型七軸五聯動數控機床為國產航母螺旋槳的制造打下基礎。這家企業花了長達三年多的時間，進行技術攻關。最終，中船瓦錫蘭螺旋槳公司掌握了大型螺旋槳的制造技術。
展開 螺旋槳與方向舵的干涉
利用CFD仿真進行船舶推進性能預測時，考慮船體與螺旋槳，方向舵的相互干涉是要點。用實際形狀的螺旋槳旋轉來進行考察雖然可行，但是計算負荷成為障礙。本研究中，基于計算負荷低，且已經有實際應用案例的無限葉片數螺旋槳理論[1,2,3]，在MSC Cradle上配置了簡易螺旋槳模型，在螺旋槳敞水性能分析的基礎上進一步實施了方向舵的干涉仿真并與實驗結果作了比較驗證。
[1] Kuniharu Nakatake. 1967. Report of the West-Japan Society of Naval Architects, 34th volume: p25-36
[2] Fumio Moriyama.1979. Report of the Japan Ship Technology Research Association. 16th volume, 6th issue: p361-376
[3] Takero Tamada, Jun Ando. 2015.
展開 本文轉載自：航瑞動力
淺談航空螺旋槳的發展歷程
1、螺旋槳的發展歷史
航空螺旋槳是一種將發動機輸出動力轉化成為推力/拉力的一種動力裝置。自1903年萊特兄弟發明“飛行者一號”至今，航空螺旋槳技術的發展就與飛機的發展密切相關。
圖1 通用航空飛機
圖2 典型無人機
螺旋槳技術的發展可追溯到我國古代的竹蜻蜓玩具。在16世紀Leonardo daVinci根據阿基米德螺旋面原理造出了產生升力的裝置。當然，早期的裝置僅僅體現出了螺旋槳的基本特征。
在19世界中葉，提出了螺旋槳的兩種基本理論：動量理論（1865年）及葉素理論（1878年）。動量理論揭示了流過槳盤的流體動量變化率和螺旋槳拉力之間的關系。葉素理論直接研究了流體和固體之間的局部相互作用，從而確定了槳葉和流體之間的氣動力。但是，兩種理論仍然不足以支撐螺旋槳的設計和性能分析。
圖3 動量理論示意圖
圖4 葉素理論示意圖
20世紀初，螺旋槳的設計均是按照經驗設計的木質螺旋槳。在1917年，F. Durend通過大量的風洞試驗，總結數據，引入量綱分析的方法對螺旋槳氣動性能進行研究，提出了螺旋槳效率η是前進比λ、馬赫數Ma及雷諾數Re等參數的函數。總結出一套螺旋槳設計方法，所設計的螺旋槳槳效達到70%以上。
20世紀30年代是螺旋槳蓬勃發展的時期。冶金技術的發展以及采用了更先進的槳葉應力分析技術和測試技術，鋁合金槳葉得到普遍應用。螺旋槳的結構形式也從定矩螺旋槳逐步發展到液壓恒速變距螺旋槳，槳距角的連續可調，使得螺旋槳的吸收功率和發動機的輸出功率之間很好的平衡，在各個飛行階段均能保持較高的槳效。
第二次世界大戰期間，飛機飛行速度以及發動機功率的大幅提升，推動了螺旋槳技術的進一步發展。
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航海領域仿真計算全景解析4個月前
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船舶螺旋槳流動模擬5個月前
船舶螺旋槳流動模擬Flow-Simulation-Ship-Propeller.cfx
船舶需要推力才能前進，這可以通過旋轉船體后方的螺旋槳產生。傳統上，預測螺旋槳推力和扭矩需要進行模型試驗，但這耗時費力，需要人力和空間，而且成本高昂。相比之下，流體動力學設計可以采用流體動力學模擬，因為它能相對節省時間、人力和空間。
用于電力線路巡檢的無人機5個月前
主要部件：
- T-Motor MN505-S KV380電機；
- 40A穩壓器電調；
- 15x5螺旋槳；
- 6S 10000 mAh 90C鋰電池。
噪聲源定位，精準識別異響來源
針對研發階段的低噪聲優化，HBK提供陣列噪聲源識別系統，可精準定位：
螺旋槳噪聲
電機電磁噪聲
氣動噪聲與干擾聲源
支持穩態與非穩態測試，搭配BK Connect?軟件與高級后處理算法，清晰呈現噪聲分布，加速故障排查與設計迭代。
為什么選擇HBK？
零部件及配件展區集中展示無人機所需的各類核心零部件及配件，如電機、電調、飛控系統、GPS模塊、電池、螺旋槳、遙控器等。
低空經濟應用場景展區全方位展示低空經濟在物流配送、應急救援、測繪勘探、智慧城市建設等多個領域的創新應用案例與解決方案。
力學可靠性試驗的主要試驗內容
振動試驗
無人機在飛行過程中會受到發動機、螺旋槳以及氣流等因素引起的振動。振動試驗通過模擬不同頻率和幅值的振動環境，檢測無人機的結構是否會發生共振、疲勞損傷或部件松動。
沖擊試驗
沖擊試驗主要模擬無人機在起飛、著陸或突發氣流中受到的瞬時沖擊。
強度高、密度低、抗腐蝕
深海壓力艙、ROV結構
海事級鋁合金（5052/5083/6061/7075）
輕量、高強度、易加工
船艇配件 & 水下機器人框架
銅合金/黃銅/青銅
海水抗腐蝕、抗火花
螺旋槳
一期一會 | 什么是渦輪機？6個月前
渦輪軸發動機：渦輪軸發動機不會產生推進力，而是產生扭矩來驅動飛機的螺旋槳、船舶的螺旋槳或陸地車輛的車輪。
渦輪泵：渦輪泵使用燃燒產生的熱氣體來驅動泵。最常見的渦輪泵，是用于液體燃料火箭發動機的燃料泵，或用于石油和天然氣開采的高流量泵。
利用仿真設計和改進渦輪機
從事渦輪機設計的工程師，會從不同方面來研究渦輪的定義與優化。
設計與優化攪拌器（葉輪）</p><p> · 葉輪選型：比較不同葉型（如斜葉渦輪、 Rushton渦輪、螺旋槳式、錨式等）在特定工藝中的性能。</p><p> · 幾何參數優化：模擬不同直徑、葉片角度、寬度等參數對流動模式、剪切速率、泵送能力（排量數）和功率消耗（功率數）的影響，找到最佳幾何尺寸。
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內容簡介：主要介紹最新版本Ansys CFD 2025 R1在旋轉機械仿真功能方面的重要更新，涉及燃機輪機、螺旋槳、渦輪增壓器、水泵、風機/風扇等旋轉機械行業；著重介紹了Ansys CFD產品在旋轉葉片幾何前處理、網格劃分、共軛傳熱和瞬態計算求解加速方面的重大更新和提升，涉及Ansys Fluent、CFX等主要產品模塊。
