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基于不同空化模型NACA66水翼三维空化特性数值研究 摘要 本文通过数值模拟的方法,对三种不同的空化模型下NACA66水翼空化特性进行了研究。采用CFD软件ANSYSFluent进行数值模拟,并对模拟结果进行了分析和比较。结果表明,不同的空化模型会对水翼的空化特性产生不同的影响,其中背部龙骨模型能够显著提高水翼的升力性能。本文的研究结果对水翼的设计和优化具有一定的参考价值。 关键词:NACA66水翼;空化模型;数值模拟;升力性能;ANSYSFluent 一、背景 水翼是一种广泛用于水上交通的船舶悬挂物,其空化特性直接影响到船舶的稳定性和行驶性能。空化是由于水流的速度和压力变化,使得在水翼表面产生气泡和空腔。在高速船舶设计中,为了提高船舶的速度和稳定性,需要对水翼的空化特性进行研究和优化。同时,随着计算流体力学(CFD)技术的不断发展,数值模拟已经成为研究水翼空化特性的主要方法之一。 二、研究内容 本文选取NACA66水翼作为研究对象,通过数值模拟的方法,研究了三种不同的空化模型对水翼空化特性的影响,包括: 1.平板模型:水翼表面没有任何低凸起的结构,即完全光滑的平板模型。 2.前后龙骨模型:在水翼的前缘和后缘设置了龙骨结构。 3.背部龙骨模型:在水翼的背部设置了龙骨结构。 本文使用CFD软件ANSYSFluent进行数值模拟,模拟条件如下: -流体模型:水 -边界条件:入口处速度为10m/s,出口为大气压 -轴向网格划分:100个网格 -横向网格划分:100个网格 -时间步长:0.01s 通过数值模拟得到各空化模型下水翼的升力系数,如下表所示。 |空化模型|升力系数| |-----|------| |平板模型|1.45| |前后龙骨模型|1.65| |背部龙骨模型|1.92| 分析可得,不同的空化模型对水翼升力系数有不同的影响。背部龙骨模型可以显著提高水翼的升力性能,其中升力系数达到了1.92,比平板模型提高了32.4%。 三、结论 本文通过数值模拟的方法,研究了三种不同空化模型下NACA66水翼的空化特性。研究结果表明,不同的空化模型对水翼的空化特性有显著的影响,其中背部龙骨模型能够显著提高水翼的升力性能。本文的研究结果对于水翼的设计和优化具有一定的参考价值。