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大型船舶的螺旋槳生產(chǎn)技術(shù)目前只有少數(shù)國家掌握，在相當(dāng)長的時間里，是阻礙中國大型船舶發(fā)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(dǎo)邊，超大型螺旋槳的制造涉及到鑄造技術(shù)（防止空泡產(chǎn)生）、機械加工技術(shù)等多項難點，特別是形狀復(fù)雜、精度要求較高的螺旋槳，要用到高端的多軸聯(lián)動機床設(shè)備。

船舶螺旋槳流動模擬Flow-Simulation-Ship-Propeller.cfx 船舶需要推力才能前進(jìn)，這可以通過旋轉(zhuǎn)船體后方的螺旋槳產(chǎn)生。傳統(tǒng)上，預(yù)測螺旋槳推力和扭矩需要進(jìn)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(xué)設(shè)計可以采用流體動力學(xué)模擬，因為它能相對節(jié)省時間、人力和空間。

船舶需要推力才能前進(jìn)，這可以通過船體后面旋轉(zhuǎn)的螺旋槳產(chǎn)生。傳統(tǒng)上通過模型試驗來預(yù)測螺旋槳的推力和扭矩，這種方法耗時、需要人力和空間且成本高昂。或者，流動模擬可用于流體動力學(xué)設(shè)計，因為它相對節(jié)省時間、人力和空間。在這個項目案例中，CFX模擬了船舶螺旋槳周圍的流動。案例文件如下

1 問題描述 本教程介紹如何模擬船用螺旋槳在開放水域中的工作過程。螺旋槳置于一個如下所示的虛擬水池中。螺旋槳是一個可變螺距螺旋槳，在前緣和尾緣處的槳轂和螺旋槳葉片之間有一個 0.3 mm 的間隙，在模擬中保持此間隙。使用 MRF 對螺旋槳的旋轉(zhuǎn)建模。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?zhí)行器操作進(jìn)行建模。對于虛擬盤體模型，當(dāng)前可實現(xiàn)四種方法：體積力螺旋槳法，葉片單元法，1D動量法，用戶自定義法。作為虛擬盤體模型的一部分，體積力螺旋槳法對船舶螺旋槳的效應(yīng)進(jìn)行模擬。體積力螺旋槳法主要對船體和螺旋槳的流場相互作用進(jìn)行仿真。螺旋槳引起的流態(tài)取決于船體周圍的流態(tài)。同樣，船體流受螺旋槳的影響。體積力螺旋槳法可用作DFBI（動態(tài)流體相互作用）模擬的一部分。

導(dǎo)管螺旋槳的推力、進(jìn)速與誘導(dǎo)速度沿盤面的分布特征 [J]. 船舶工程, 2016,38(12): 23–26, 36.文章來源：中國艦船研究

在當(dāng)前模型中，船體尾流對螺旋槳的影響簡化為均勻來流的影響，且斜流的影響是通過經(jīng)驗方法改變有效舵角來計及的。此外，由于螺旋槳側(cè)向力可能導(dǎo)致雙槳雙舵船舶左舷和右舷整流效應(yīng)的不對稱，因此后續(xù)研究中還應(yīng)考慮操縱運動過程中螺旋槳側(cè)向力的影響。由于頻繁的轉(zhuǎn)舵操作會使船后流場復(fù)雜化，因此本文的簡化處理對Z形實驗的影響較回轉(zhuǎn)實驗更大，后續(xù)可考慮船-槳-舵耦合的CFD計算以提高建模精度。

巨型螺旋槳的應(yīng)用領(lǐng)域：船舶、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的前景展望船舶是全球貿(mào)易和人員交流的重要工具。在海洋航行中，巨型螺旋槳扮演著至關(guān)重要的角色。船舶巨型螺旋槳的設(shè)計和效率對船舶的速度、穩(wěn)定性和操縱性等方面有著重要影響。隨著物流和國際貿(mào)易的增長，航行速度和運輸效率日益受到重視。巨型螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計和技術(shù)提升將成為船舶工程領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向。

結(jié)合CONVERGE的流體-結(jié)構(gòu)交互作用（FSI）和空化模型，用戶可以對船舶推進(jìn)和螺旋槳磨損進(jìn)行更全面的研究。

Research Methods研究方法01槳葉模型根據(jù)獲得的DTMB P4119螺旋槳的型值表，進(jìn)行幾何建模。螺旋槳直徑為0.3048米，葉片數(shù)為3。完成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的螺旋槳建模后，以螺旋槳中心為基準(zhǔn)點，按比例縮小，縮放因子為0.657894。縮放后的直徑為D=0.2米。縮小比例的螺旋槳的主要特征如表1所示。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?zhí)行器操作進(jìn)行建模。對于虛擬盤體模型，當(dāng)前可實現(xiàn)四種方法：體積力螺旋槳法，葉片單元法，1D動量法，用戶自定義法。作為虛擬盤體模型的一部分，體積力螺旋槳法對船舶螺旋槳的效應(yīng)進(jìn)行模擬。體積力螺旋槳法主要對船體和螺旋槳的流場相互作用進(jìn)行仿真。螺旋槳引起的流態(tài)取決于船體周圍的流態(tài)。同樣，船體流受螺旋槳的影響。體積力螺旋槳法可用作DFBI（動態(tài)流體相互作用）模擬的一部分。

在當(dāng)前模型中，船體尾流對螺旋槳的影響簡化為均勻來流的影響，且斜流的影響是通過經(jīng)驗方法改變有效舵角來計及的。此外，由于螺旋槳側(cè)向力可能導(dǎo)致雙槳雙舵船舶左舷和右舷整流效應(yīng)的不對稱，因此后續(xù)研究中還應(yīng)考慮操縱運動過程中螺旋槳側(cè)向力的影響。由于頻繁的轉(zhuǎn)舵操作會使船后流場復(fù)雜化，因此本文的簡化處理對Z形實驗的影響較回轉(zhuǎn)實驗更大，后續(xù)可考慮船-槳-舵耦合的CFD計算以提高建模精度。

軟件介紹 PropCad軟件主要用于船舶螺旋槳幾何建模，其中包括2D設(shè)計圖的自動制備、3D視圖、結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何性質(zhì)計算以及CAD/CAM 文件導(dǎo)出等。

為進(jìn)一步確定故障,船舶進(jìn)駐江南造船廠船塢對螺旋槳進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)兩機槳葉根部均漏油(見圖4)。

圖6所示為上海交通大學(xué)的某槳—軸原理試驗平臺［58-59］，其主要功能包括：1）測量螺旋槳推力、軸系振動特性和軸系負(fù)荷等參數(shù)；2）分析螺旋槳激勵力對軸系狀態(tài)參數(shù)（軸系校中質(zhì)量和軸系振動特性）的影響；3）螺旋槳可拆卸，可研究其材料、尺寸和幾何結(jié)構(gòu)等對其水動力特性及軸系振動性能的影響。

對中國航母和其他超大型船舶而言，螺旋槳就是這樣偉大而又不可或缺的細(xì)節(jié)。中國制造，必將讓國產(chǎn)航母更大更強！ 下載地址：空氣螺旋槳理論及其應(yīng)用

常規(guī)船舶水動力節(jié)能技術(shù)是指通過船體線型、螺旋槳和加裝附加裝置等的優(yōu)化對船舶周圍流場進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到降低船舶阻力或提高螺旋槳推進(jìn)效率而達(dá)到節(jié)能目的，具體可見表1。