弹性螺旋桨流固耦合振动特性分析

作     者：谈宇航 彭伟才 TAN Yuhang;PENG Weicai

作者机构：船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430064 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51609226) 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2020年第15卷第3期

页      码：102-110页

摘      要：[目的]研究弹性螺旋桨在水流中的振动响应特性。[方法]基于CFD/FEM流固耦合方法,利用Work⁃bench平台中的ANSYS-CFX模块对螺旋桨进行双向流固耦合水动力求解,分析弹性螺旋桨变形及应力应变响应特性;考虑到流固耦合对固有特性的影响,利用ACT_Acoustic模块计算桨叶湿模态,结合弹性螺旋桨固有特性和流固耦合水动力结果进行弹性螺旋桨频谱分析。[结果]流固耦合水动力结果相较不考虑流固耦合的定常计算结果更接近试验回归曲线;与干模态相比,弹性螺旋桨前5阶湿模态固有频率减小19%~37%,且四阶和五阶干湿模态振型存在交错情况。频谱分析结果表明,水动力轴向推力和扭矩是弹性螺旋桨在流场中振动响应的主要影响因素,且主要引起弹性螺旋桨的一阶湿模态悬臂振动;桨叶面上,从叶梢处到导边和叶中部分,再到随边部分,最后到叶根处,结构响应逐渐降低。[结论]所做研究可为弹性螺旋桨流固耦合计算分析提供方法途径,也为螺旋桨流固耦合振动噪声分析打下了一定基础。

主 题 词：螺旋桨 流固耦合 湿模态 频谱分析 

学科分类：08[工学] 082402[082402] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.19693/j.issn.1673-3185.01540

馆 藏 号：203940468...