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對(duì)于虛擬盤體模型，當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)四種方法：體積力螺旋槳法，葉片單元法，1D動(dòng)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(duì)船舶螺旋槳的效應(yīng)進(jìn)行模擬。體積力螺旋槳法主要對(duì)船體和螺旋槳的流場(chǎng)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(dòng)態(tài)流體相互作用）模擬的一部分。

5.2基于改進(jìn)體積力法的艇?導(dǎo)管螺旋槳耦合水動(dòng)力性能導(dǎo)管螺旋槳體積力模型的提出最終是為了提高搭配導(dǎo)管螺旋槳的航行器數(shù)值模擬的精度和效率，故本節(jié)將導(dǎo)管螺旋槳體積力模型與實(shí)體導(dǎo)管螺旋槳模型搭配回轉(zhuǎn)體后的仿真值進(jìn)行了對(duì)比，以進(jìn)一步研究艇后改進(jìn)體積力法1和改進(jìn)體積力法2的適用性。模擬時(shí)，組合體保持靜止，螺旋槳轉(zhuǎn)速恒定為1500r/min，通過(guò)改變來(lái)流速度計(jì)算不同工況下的水動(dòng)力性能。

對(duì)于虛擬盤體模型，當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)四種方法：體積力螺旋槳法，葉片單元法，1D動(dòng)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(duì)船舶螺旋槳的效應(yīng)進(jìn)行模擬。體積力螺旋槳法主要對(duì)船體和螺旋槳的流場(chǎng)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(dòng)態(tài)流體相互作用）模擬的一部分。

圖 6 基于改進(jìn)體積力法的導(dǎo)管螺旋槳敞水性能曲線對(duì)比 （2）基于改進(jìn)體積力法的艇?導(dǎo)管螺旋槳耦合水動(dòng)力性能 將導(dǎo)管螺旋槳體積力模型與實(shí)體導(dǎo)管螺旋槳模型搭配回轉(zhuǎn)體后的仿真值進(jìn)行了對(duì)比，以進(jìn)一步研究艇后改進(jìn)體積力法1和改進(jìn)體積力法2的適用性。

二、不含隔磁片的平面螺旋型線圈 本節(jié)將在ANSYS Maxwell的Magnetostatic靜磁場(chǎng)求解器的RZ軸對(duì)稱坐標(biāo)系中，建立圖1(a)中不含隔磁片的平面螺旋型線圈的2D和3D模型。為了對(duì)比結(jié)果，2D和3D模型應(yīng)設(shè)置相同大小的求解區(qū)域。 （一）不含隔磁片的平面螺旋型線圈2D模型 本節(jié)將對(duì)線圈采用兩種建模方式。

圖1 縮比P4119螺旋槳計(jì)算域劃分圖2 流場(chǎng)計(jì)算域的邊界及交界面設(shè)定03聲學(xué)模型設(shè)置聲場(chǎng)幾何模型與流場(chǎng)中間域(Mid Region)的模型一致，聲學(xué)幾何模型及網(wǎng)格劃分如圖3所示。聲學(xué)邊界條件及場(chǎng)點(diǎn)布置如圖4所示。

圖3 螺旋槳基準(zhǔn)態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖 采用Gambit前處理軟件對(duì)螺旋槳的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分, 模型中的流域根據(jù)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)的特點(diǎn)分為兩大部分: 靠近螺旋槳的動(dòng)域fluid-1和遠(yuǎn)離槳的靜域fluid-2, 其中動(dòng)域?yàn)閳A柱形, 靜域?yàn)闇y(cè)試水箱的長(zhǎng)方體。

3、優(yōu)化方案過(guò)程、方法 首先，采用三維軟件對(duì)螺旋槳進(jìn)行參數(shù)化建模，將關(guān)鍵參數(shù)如槳距角、弦長(zhǎng)等進(jìn)行參數(shù)化；其次，將三維軟件和CFD仿真軟件進(jìn)行交互，以參數(shù)化形式交換螺旋槳數(shù)據(jù)。數(shù)字化后的螺旋槳三維模型自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真，反饋結(jié)果后重新調(diào)整三維模型自動(dòng)重建，輸入仿真軟件進(jìn)行二次計(jì)算，如此迭代反復(fù)。

由上圖可以看出，我們?cè)贛odel-1模型中創(chuàng)建了名為Spring，半徑為30，長(zhǎng)度為1500，螺距為50的螺旋線。那么我們的插件得到印證。需要注意的是，我們?cè)趯?duì)應(yīng)的模型里面創(chuàng)建螺旋線時(shí)，需要先有模型，例如：沒(méi)有yiyebaofu，那么在yiyebaofu中創(chuàng)建螺旋線將會(huì)報(bào)錯(cuò)，且模型名稱的大小寫(xiě)也應(yīng)一致。

使用拉伸網(wǎng)格模型來(lái)擴(kuò)展靜態(tài)區(qū)域。（2）將為旋轉(zhuǎn)區(qū)域及其周圍使用切割體網(wǎng)格生成器網(wǎng)格模型。使用拉伸網(wǎng)格網(wǎng)格生成器網(wǎng)格化軸周圍的靜態(tài)區(qū)域，因?yàn)檫@樣可以最大程度地降低計(jì)算成本。本案例采用的網(wǎng)格化策略采用基于零部件的網(wǎng)格化（PBM）方法。這種網(wǎng)格化策略在幾何零部件上執(zhí)行網(wǎng)格操作生成流程；因此，用戶可對(duì)輸入零部件進(jìn)行修改，并通過(guò)生成流程將變化傳輸?shù)襟w網(wǎng)格。拉伸網(wǎng)格也是生成流程操作的一部分。

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(duì)船舶推進(jìn)和螺旋槳磨損進(jìn)行更全面的研究。

二、圓柱表面螺旋線的數(shù)學(xué)模型 圓柱表面螺旋線可以通過(guò)以下參數(shù)方程來(lái)表示：X=Rcos(t）Y=Rsin(t）Z=v(t） 在實(shí)際應(yīng)用中，圓柱表面螺旋線有著廣泛的用途。例如，在機(jī)械制造中，螺旋狀的零件如彈簧的設(shè)計(jì)就會(huì)用到圓柱表面螺旋線的數(shù)學(xué)模型。

CAD 專家生成葉片的幾何形狀，提供用于改變螺旋槳形狀的參數(shù)模型和 CAD 解決方案； 空氣動(dòng)力學(xué)專家建立空氣動(dòng)力學(xué)仿真模型，該模型使用 FlightStream? 評(píng)估幾何模型對(duì)應(yīng)的空氣動(dòng)力學(xué)性能

2.刀具軌跡的生成 考慮到水流方向，刀具軌跡方向需要與槳葉剖面平行，也就是說(shuō)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉的加工軌跡在正俯視的狀態(tài)下應(yīng)該是由一系列同心圓構(gòu)成，且應(yīng)與理想槳葉刀具軌跡模型中的曲線方向一致，而沒(méi)有產(chǎn)品理念的加工者有可能會(huì)做出圖3所示的不合理刀具路徑。

關(guān)于“2030 年的船舶行業(yè)”思想領(lǐng)導(dǎo)力系列2030 年的船舶行業(yè)將是什么樣子？我們邀請(qǐng)了來(lái)自 Schnitger Corporation 的船舶設(shè)計(jì)師兼首席分析師莫尼卡·施尼特格爾 (Monica Schnitger) 為我們答疑解惑。答案由六篇簡(jiǎn)報(bào)構(gòu)成，每篇都從不同的角度來(lái)介紹航運(yùn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展。本篇簡(jiǎn)報(bào)聚焦于船舶行業(yè)現(xiàn)今所面臨的重大挑戰(zhàn)之一：船舶設(shè)計(jì)流程。

多旋翼能夠建立表決系統(tǒng)可靠性模型，相比直升機(jī)單/雙旋翼串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型，可靠性程度大為提高。通俗來(lái)講，多旋翼能夠保證在幾個(gè)電動(dòng)旋翼不工作時(shí)，飛行器仍然可以安全飛行或安全著陸。適用場(chǎng)景：多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，在垂直起降、懸停作業(yè)、慢速飛行和快速飛行等綜合性能方面有較大的優(yōu)勢(shì)。適用于山區(qū)空中交通運(yùn)輸、農(nóng)林工業(yè)航空作業(yè)、航空應(yīng)急救援等場(chǎng)合。

使用拉伸網(wǎng)格模型來(lái)擴(kuò)展靜態(tài)區(qū)域。（2）將為旋轉(zhuǎn)區(qū)域及其周圍使用切割體網(wǎng)格生成器網(wǎng)格模型。使用拉伸網(wǎng)格網(wǎng)格生成器網(wǎng)格化軸周圍的靜態(tài)區(qū)域，因?yàn)檫@樣可以最大程度地降低計(jì)算成本。本案例采用的網(wǎng)格化策略采用基于零部件的網(wǎng)格化（PBM）方法。這種網(wǎng)格化策略在幾何零部件上執(zhí)行網(wǎng)格操作生成流程；因此，用戶可對(duì)輸入零部件進(jìn)行修改，并通過(guò)生成流程將變化傳輸?shù)襟w網(wǎng)格。拉伸網(wǎng)格也是生成流程操作的一部分。

今天，我們用一個(gè)假想的推進(jìn)器螺旋槳做一個(gè)計(jì)算案例。 2 建模與網(wǎng)格 建立如下的三維計(jì)算模型，對(duì)于該問(wèn)題的計(jì)算，類似于離心泵的計(jì)算，需要建立動(dòng)、靜子域。