文章摘要:靠近自由液面航行的潜艇，自身绕流特性较其在深水区域会有所改变，从而影响艇后螺旋桨的性能表现，进而增加潜艇安全航行的风险。为了探究自由液面存在对艇后螺旋桨性能的影响，本文利用URANS方程耦合κ-ω湍流模型，基于Star CCM+求解器对潜艇自航模(Sub-off+E1619桨)在近自由液面航行时的性能进行数值仿真计算。首先，通过对比可获取的实验数据，数据包括无限潜深下全附体艇体阻力实验数据、多潜深条件下旋转体阻力实验数据和螺旋桨敞水实验数据，验证数值模拟方法的正确性；接着，基于3套不同密度的网格开展网格收敛性分析，确保数值模拟的准确性；最后，对2个潜深、3个航速下潜艇自航模的性能进行仿真计算，分析自由液面对自航模螺旋桨性能的影响。结果表明：自由液面的存在首先会增加潜艇自航模自航点对应的螺旋桨转速，另外，自由叶面的兴波和艇体壁面形成的类喷嘴流动与转速变化有关，类喷嘴流动和桨的抽吸作用共同改变桨叶剖面的迎流攻角，使得桨叶靠近或远离自由液面会显著改变螺旋桨的载荷。

文章关键词:潜艇自航模,自由液面,URANS,表面兴波,来流攻角,

论文作者:李鹏 王超 韩阳 郐云飞 王世民 

作者单位:哈尔滨工程大学船舶工程学院 

论文分类号: U674.76

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