螺旋桨敞水性能CFD不确定度分析

杨仁友，沈泓萃，姚惠之

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

螺旋桨敞水性能CFD不确定度分析

杨仁友，沈泓萃，姚惠之

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

基于商用RANS代码，利用结构化网格技术和流道计算模型对库存螺旋桨敞水性能进行数值计算，并参考ITTC-CFD不确定度分析推荐规程和基准检验试验数据，对其水动力数值模拟结果进行验证和确认。文中为开展网格收敛性研究，共设计了三套网格，网格加细比为同时也分析比较了SST k-ω湍流模型和RNG kε湍流模型对网格收敛特性的影响，为螺旋桨敞水水动力数值模拟方法向工程应用方向迈进提供技术支撑。

螺旋桨；敞水性能；CFD；不确定度分析

1 引 言

随着计算机技术的不断发展和计算能力的不断提高，CFD技术逐渐成为船体外形选型、优化设计中的一个重要手段，而制约CFD工程上广泛应用的主要瓶颈是CFD技术的快速反应能力以及CFD技术的计算精度与结果可靠性问题。对于后者，国内外相关技术人员开展了深入和细致的研究工作，召开了多次学术会议，取得了许多成效，也初步提出了CFD不确定度分析的推荐规程。

目前，国际上通常采用Richardson外推法（RE）定量估算数值误差，它将误差看作典型网格单元尺寸的幂级数展开式。实际应用中，受到网格套数的约束，幂级数展开式不得不采用有限项数n来确定误差。根据RE公式可知，误差表达式中有1+2n个未知数，所以需要同等数目的数值解。理论上，项数n越大，网格越精细且更接近渐进范围。……