多构型船舶制流板舵空化性能数值研究OA

[目的]制流板舵可以大幅提高船舶操纵性,但常规制流板结构会导致空化现象并引起流致噪声,因此研究不同形式的制流板对舵的空泡生成及其水动力影响规律具有实际意义。[方法]基于STAR-CCM+软件,利用k−ω湍流模型,Schnerr−Sauer空化模型及流体体积(VOF)方法对制流板舵进行设计优化计算,通过改变制流板形式,得到不同制流板舵的空泡体积及水动力性能,讨论不同形式的制流板对舵的空泡及水动力性能的影响。[结果]结果表明:增设制流板舵可以提高转向力并提高舵效,对整船阻力影响较小,且通过增设腔室型制流板及优化制流板形式可以减少空化现象。与普通舵体相比,制流板舵可大幅提高转向力与舵效,升力系数最大提升18.31%,且对整船阻力影响较小;翼形腔室制流板舵可进一步优化性能,在升力提高16.2%的同时,阻力系数仅增加4.38%,空泡体积降低2.54%,并显著减小空化区域,实现了舵体升力、阻力和空化性能的高效平衡。[结论]研究结果可为高效船舵的设计选型提供参考。