Numerical simulations of propeller cavitation flows based on OpenFOAM
Numerical simulations of propeller cavitation flows based on OpenFOAM
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基于OpenFOAM的螺旋桨空化流数值模拟
DOI：
10.1007/s42241-020-0071-8
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发表时间：
2020-11
影响因子：
2.5
通讯作者：
Decheng Wan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Min-sheng Zhao;Weiwen Zhao;Decheng Wan
为了研究均匀流和非均匀流条件下螺旋桨的空化和水动力特性，在开源计算流体动力学（CFD）软件平台OpenFOAM中，采用Schnerr - Sauer空化模型，利用interPhaseChangeDyMFoam进行了数值研究。模拟结果可作为评估螺旋桨在实际航行情况下工作能力的参考。研究中采用了一种新的网格加密方法，以更好地捕捉螺旋桨叶梢处涡空化的存在。研究中采用函数输入的方法来模拟非均匀流的条件并减少计算量。采用修正的剪切应力输运（SST）k - ω湍流模型的雷诺平均纳维 - 斯托克斯（RANS）方法预测了典型的非定常动力学特性。对均匀流和非均匀流条件下螺旋桨的空化形状和压力分布等数值结果进行了分析和相互比较。
In order to study the cavitation and hydrodynamic characteristics of propeller under uniform and non-uniform flows, numerical investigations are performed using interPhaseChangeDyMFoam in the open source computational fluid dynamics (CFD) software platform OpenFOAM with Schnerr-Sauer cavitation model. The simulation results can be used as a reference to evaluate the working ability of a propeller in case of actual navigation. A new grid encryption method is adopted in the research to better capture the existence of vortex cavitation at the propeller tip. The method of function input is carried out in the study to simulate the condition of non-uniform flow and reduce the calculation amount. Typical unsteady dynamics are predicted by the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) method with a modified shear stress transport (SST) k − ω turbulence model. The numerical results of the propeller such as cavitation shape and pressure distribution under uniform and non-uniform flow are analyzed and compared with each other.
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W. Rodi