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圖3所示為組合體的網格劃分及加密圖。對回轉體及導管周圍網格進行加密以準確捕捉變化梯度大的物理量。近壁處最外層的貼體網格尺寸應與相鄰網格尺寸相當，以使網格過渡自然。回轉體設置5層邊界層網格，第1層網格高0.5mm；導管設置4層邊界層網格，第1層網格高0.04mm。對施加了體積力源項的導管內螺旋槳盤面附近區域進行加密，以提高體積力源項分布精度。

右鍵單擊Geometry> Operations節點，選擇New> Mesh > Automated Mesh，在生成的對話框中，選擇網格重構，切割體網格單元，棱柱層網格。（3）右鍵點擊Operations >Automated Mesh > Custom Controls，選擇New > Surface，Curve Control.對螺旋槳葉片進行細網格細化。

右鍵單擊Geometry> Operations節點，選擇New> Mesh > Automated Mesh，在生成的對話框中，選擇網格重構，切割體網格單元，棱柱層網格。（3）右鍵點擊Operations >Automated Mesh > Custom Controls，選擇New > Surface，Curve Control.對螺旋槳葉片進行細網格細化。

圖 5 No.19A+Ka4-70 (P/D = 1) 導管螺旋槳幾何模型及網格圖示 推力模擬結果及其與試驗值的對比如表 1 所示。由表可見，隨著網格數量的增大，螺旋槳推力系數和導管推力系數的相對誤差整體上呈遞減趨勢。

CONVERGE作為一款優秀CFD分析工具在船用發動機分析領域已經為人熟知，事實上，它在分析和優化螺旋槳設計上也具備很多優勢。通過完全自主的網格劃分，即便是最復雜的螺旋槳幾何形狀，CONVERGE也可以快速生成高質量的計算網格。同時，CONVERGE可以在每個時間步內對局部空間的網格實現重構，達到無縫適應螺旋槳運動的網格效果。

在網格劃分過程中, 針對螺旋槳的表面和導流罩的表面進行網格加密處理, 對fluid-1和fluid-2分別采用遞增函數fun-1和fun-2來進行網格劃分, 使得靠近螺旋槳旋轉區域的網格盡量細膩, 以保證計算的精度。遠離計算區域內的網格稍微大些, 節約計算時間。

但根據試驗結果，當前工況下，螺旋槳已產生非常明顯的梢渦空泡，預報結果與試驗結果差別較明顯。 這說明環形加密區的網格尺寸雖可以有效模擬出螺旋槳的梢渦流動，但卻無法實現梢渦空泡流動的模擬。因此，需對螺旋槳梢渦處的網格進行再次加密。 網格二次加密 為盡量避免網格浪費，應選擇盡可能貼合梢渦形狀的幾何形狀進行網格加密。

本案例中，螺旋槳及其外圍附近的圓柱面構成旋轉域，圓柱面和外圍方形（也可以是圓柱形）構成靜態域，圓柱面為動靜域的交界面（interface）。劃分多面體網格，重點對螺旋槳附近的網格進行細化，因為此處的變量梯度最大。

方程在旋轉網格上求解，即方程沒有轉換到旋轉參照系。 使用的圓柱形計算域為： 葉片周圍的網格如圖2，構建的兩個計算網格分別為2.6和4.5 Mcell (1 Mcell =106cells)。

1 1+6鋼絲繩有限元模型1.1 三維模型導入1+6鋼絲繩具有螺旋捻制特征，其側絲的幾何生成曲線含有一次螺旋線[2],如圖1所示。ANSYS軟件中直接建立螺旋結構體較為麻煩，因此可以借助三維軟件Creo2.0進行建模。將Creo2.0軟件中建立的鋼絲繩的三維模型保存為igs格式，應用ANSYS軟件中的/AUX15接口導入到ANSYS軟件進行分析。

使用此方法具有明顯的優勢，可減小網格尺寸，從而降低執行模擬（包括螺旋槳幾何）的計算成本。如果不需要螺旋槳周圍的詳細流場、但需要正確推進指定，此方法十分有用。 2 問題描述 船舶工程的挑戰之一是，預測在旋轉螺旋槳產生推力的作用下，船體穿水移動的速度。

為了驗證螺旋槳周圍的流場，我們在自由空間的計算網格上劃分了約503萬個，在螺旋槳周圍的計算網格上劃分了約211萬個，總網格點數約為714萬個。最小網格尺寸在螺旋槳壁面附近為0.8mm。接著使用商用計算軟件ANSYS CFX 2023 R1進行了LES大渦模型數值分析，時間步長為Δt=2.5×10^(-5)。

圖1 縮比P4119螺旋槳計算域劃分圖2 流場計算域的邊界及交界面設定03聲學模型設置聲場幾何模型與流場中間域(Mid Region)的模型一致，聲學幾何模型及網格劃分如圖3所示。聲學邊界條件及場點布置如圖4所示。

2 從網格生成的角度來看，MRF方法和RBM方法可以共用一套網格，二者處理計算域、交界面的方式完全相同，因此本次推送主要介紹這兩種方法，OM方法因為網格需要單獨生成，因此放在下次推送中進行介紹。 下面以KP505槳模為案例，對螺旋槳模擬的主要步驟進行介紹。