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一、故障現象 某船采用雙機雙槳推進,螺旋槳選用五葉可調螺距螺旋槳(以下簡稱調距槳),其螺距的改變是通過獨立的液壓系統驅動槳葉安裝盤面下的曲柄銷實現的。

設三個螺旋槳拉力分別為T1，T2，T3，前螺旋槳向前傾轉角度為φ；飛行器氣動升力為L,氣動阻力為D；則整個無人機受力為 整個無人機對重心的受力矩為 式中：（X1,Y1），（X2,Y2），（X3,Y3）分別表示三個螺旋槳旋轉中心相對于無人機重心的坐標。 如圖12所示，無人機的螺旋槳傾轉過渡過程主要是在傾轉螺旋槳無人機的縱向對稱平面內完成[4]。

早期飛機大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳，它的結構簡單，但不能適應飛行速度變化。現代的螺旋槳飛機多采用槳葉角可調的變距螺旋槳，這種螺旋槳可根據飛行需要調整槳葉角，提高螺旋槳的工作效率。 由于螺旋槳在旋轉時，槳根和槳尖的圓周速度不同，為了保持槳葉各部分都處于最佳氣動力狀態，所以把槳根的槳葉角設計成最大，依次遞減，槳尖的槳葉角最小。

用于高空作業的螺旋槳，在沒有高空臺及風洞試驗條件下，需要根據螺旋槳功率系數、推力系數、進距比、效率等氣動特性數據來進行相應的高度和速度下的匹配計算。

圖2 分布式電推進飛行器高性能螺旋槳混合設計流程框架之后，如下圖所示，以某最小誘導損失螺旋槳作為基準，通過等拉力約束條件下的螺旋槳氣動載荷分布優化，獲得益于下游機翼升阻特性的氣動載荷分布結果，然后以此為目標，反設計得到不同幾何尺寸約束下的新型高性能螺旋槳。

這類飛行器的螺旋槳必須在巡航以及垂直和過渡飛行模式下運行。一些設計使用一組電動高升力螺旋槳（HLP）來增加流量，以在低速飛行條件下增加升力，而其他設計可以為垂直或短距起飛和著陸（V/STOL）提供額外的推力。幾個概念旨在實現機身空氣動力學和戰略集成推進器之間的良好相互作用，實現迄今為止無法實現的性能優勢。這些螺旋槳必須結構良好，以應對復雜的飛行器過渡。

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 對螺旋槳的旋轉建模。

[3] 左歲寒,楊永.螺旋槳滑流對帶后緣襟翼機翼氣動特性影響的數值分析[J].航空計算技術,2007(1):54-57.[4] 張小莉,張一帆.螺旋槳滑流對增升裝置氣動特性影響研究[J].航空計算技術,2011,41(4):1-3,7.

本文僅對依靠數值仿真技術的螺旋槳優化過程進行了介紹，未來一段時間內將持續更新與CFD數值仿真技術、螺旋槳優化和氣動布局優化的系列文章，包括翼尖小梢作用、共軸反槳螺旋槳的優化、固定翼螺旋槳的優化、常見靜態螺旋槳測試平臺的問題等文章，敬請瀏覽，點贊，分享。 文章來源：無人機

組合體首部距上游邊界面24b，距下游邊界面55b，距左右邊界面皆約8b。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。

CONVERGE是評估螺旋槳性能的強大工具，自動化網格生成技術使螺旋槳設計測試變得更加容易。

; 水流通過螺旋槳后與槳轂尾流相交時, 其速度場分布云圖中的速度邊界層變成明顯的波浪形狀, 隨著尾流遠離槳葉, 波浪由大變小直至消失不見。

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 對螺旋槳的旋轉建模。

根據Lighthill-Curle理論，在流體經過物體時，由于流體力在物體表面的壓力隨時間的變化而產生氣動聲。物體表面的壓力變動是由邊界層擾動，主要是上游擾動、尾流渦流引起的。對于螺旋槳來說，后兩者的影響很大，而且加上翼尖端的渦流影響也很大。3.2旋轉流體音 旋轉的螺旋槳不僅會有上述的產生的流體噪音，還會產生旋轉噪音，因為螺旋槳的旋轉引起了空氣流動的擾動。

多旋翼無人機是靠螺旋槳轉速的變化，來調整力和力矩的，實現多旋翼無人機的飛行運動控制。對多旋翼無人機的槳葉來說， 一方面，槳葉尺寸越大，越難以迅速改變其速度。也正是因為如此，無人直升機主要是靠改變槳距而不是速度來改變升力。另一方面，在大載重下，槳葉的剛性需要進一步提高。不可變距的槳葉上下振動會導致剛性大的槳葉很容易折斷。另外， 無人直升機具有載荷大、抗風性能好等優點。

模擬一個帶螺旋槳推進器的飛機就是類似的情形，在TCFD中則可以較為方便的設置這些不同的區域及之間的連接。整個計算域被劃分成兩個部件——由機身和邊界框組成的靜止域、以及包含了螺旋槳的圓柱旋轉域。