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圖3所示為組合體的網(wǎng)格劃分及加密圖。對(duì)回轉(zhuǎn)體及導(dǎo)管周圍網(wǎng)格進(jìn)行加密以準(zhǔn)確捕捉變化梯度大的物理量。近壁處最外層的貼體網(wǎng)格尺寸應(yīng)與相鄰網(wǎng)格尺寸相當(dāng)，以使網(wǎng)格過(guò)渡自然。回轉(zhuǎn)體設(shè)置5層邊界層網(wǎng)格，第1層網(wǎng)格高0.5mm；導(dǎo)管設(shè)置4層邊界層網(wǎng)格，第1層網(wǎng)格高0.04mm。對(duì)施加了體積力源項(xiàng)的導(dǎo)管內(nèi)螺旋槳盤面附近區(qū)域進(jìn)行加密，以提高體積力源項(xiàng)分布精度。

右鍵單擊Geometry> Operations節(jié)點(diǎn)，選擇New> Mesh > Automated Mesh，在生成的對(duì)話框中，選擇網(wǎng)格重構(gòu)，切割體網(wǎng)格單元，棱柱層網(wǎng)格。（3）右鍵點(diǎn)擊Operations >Automated Mesh > Custom Controls，選擇New > Surface，Curve Control.對(duì)螺旋槳葉片進(jìn)行細(xì)網(wǎng)格細(xì)化。

右鍵單擊Geometry> Operations節(jié)點(diǎn)，選擇New> Mesh > Automated Mesh，在生成的對(duì)話框中，選擇網(wǎng)格重構(gòu)，切割體網(wǎng)格單元，棱柱層網(wǎng)格。（3）右鍵點(diǎn)擊Operations >Automated Mesh > Custom Controls，選擇New > Surface，Curve Control.對(duì)螺旋槳葉片進(jìn)行細(xì)網(wǎng)格細(xì)化。

圖 5 No.19A+Ka4-70 (P/D = 1) 導(dǎo)管螺旋槳幾何模型及網(wǎng)格圖示 推力模擬結(jié)果及其與試驗(yàn)值的對(duì)比如表 1 所示。由表可見(jiàn)，隨著網(wǎng)格數(shù)量的增大，螺旋槳推力系數(shù)和導(dǎo)管推力系數(shù)的相對(duì)誤差整體上呈遞減趨勢(shì)。

CONVERGE作為一款優(yōu)秀CFD分析工具在船用發(fā)動(dòng)機(jī)分析領(lǐng)域已經(jīng)為人熟知，事實(shí)上，它在分析和優(yōu)化螺旋槳設(shè)計(jì)上也具備很多優(yōu)勢(shì)。通過(guò)完全自主的網(wǎng)格劃分，即便是最復(fù)雜的螺旋槳幾何形狀，CONVERGE也可以快速生成高質(zhì)量的計(jì)算網(wǎng)格。同時(shí)，CONVERGE可以在每個(gè)時(shí)間步內(nèi)對(duì)局部空間的網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，達(dá)到無(wú)縫適應(yīng)螺旋槳運(yùn)動(dòng)的網(wǎng)格效果。

在網(wǎng)格劃分過(guò)程中, 針對(duì)螺旋槳的表面和導(dǎo)流罩的表面進(jìn)行網(wǎng)格加密處理, 對(duì)fluid-1和fluid-2分別采用遞增函數(shù)fun-1和fun-2來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格劃分, 使得靠近螺旋槳旋轉(zhuǎn)區(qū)域的網(wǎng)格盡量細(xì)膩, 以保證計(jì)算的精度。遠(yuǎn)離計(jì)算區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格稍微大些, 節(jié)約計(jì)算時(shí)間。

但根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)前工況下，螺旋槳已產(chǎn)生非常明顯的梢渦空泡，預(yù)報(bào)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果差別較明顯。 這說(shuō)明環(huán)形加密區(qū)的網(wǎng)格尺寸雖可以有效模擬出螺旋槳的梢渦流動(dòng)，但卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)梢渦空泡流動(dòng)的模擬。因此，需對(duì)螺旋槳梢渦處的網(wǎng)格進(jìn)行再次加密。 網(wǎng)格二次加密 為盡量避免網(wǎng)格浪費(fèi)，應(yīng)選擇盡可能貼合梢渦形狀的幾何形狀進(jìn)行網(wǎng)格加密。

本案例中，螺旋槳及其外圍附近的圓柱面構(gòu)成旋轉(zhuǎn)域，圓柱面和外圍方形（也可以是圓柱形）構(gòu)成靜態(tài)域，圓柱面為動(dòng)靜域的交界面（interface）。劃分多面體網(wǎng)格，重點(diǎn)對(duì)螺旋槳附近的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，因?yàn)榇颂幍淖兞刻荻茸畲蟆?/div>