近年来，升力面理论不断地完善，面元法和N-S方程的混合方法是目前进行螺旋 桨流场预测和设计的主流方法， CFD软件方法的应用最为广泛。虽然升力面和面元 法能在一定程度上成功的预测螺旋桨的部分水动力性能，但这都是基于势流理论，而 在计算研究的过程中忽略的粘性对水动力性的影响，因此在实际的预测与应用中要对 计算的最终结果进行粘性对螺旋桨水动力性能的预测有严重的影响[3]。论文网

利用CFD软件可以模拟螺旋桨在复杂情况下的水动力特性。尽管如此，在涉及物 理模型的逼真度、数学理论以及如何选择基准检验试验验证方案等复杂问题时，CFD 方法还存在一定的误差，具有不确定性。因而基于势流理论的方法仍然是螺旋桨设计 和研究中最常用的。近年来,随着计算机信息技术的完善发展和计算方法的不断改进, 计算流体力学(CFD)技术也取得了巨大的发展。由于数值模拟实验相对于显示的实验 有很大的优势, 如花费的成本低、实验的周期短,数据的完整性高,能模拟出各种在实 际中很难测量和收集的数据态,因而在工程领域，CFD技术的应用极为广泛[4]。同时，

数值模拟实验与物理模型的试验相比,应用面更广，实验的难度更低。对于一般的流 动性问题，采用数值计算求解可以解决其控制方程是非线性、自变量多、形状随意和 边界条件复杂的工程难题。并且,可以通过计算机对不同参数的进行合理选取，方便 实验条件的设定与修改，更方便的得出较为准确的结果。

本文就是利用CFD软件中的FLUENT 以及GAMBIT软件[5]，对螺旋桨的水动力性 能进行了数值模拟计算,得到了螺旋桨在不同进速系数下的桨叶压力分布情况，并将 普通螺旋桨与导管螺旋桨的分布情况进行了对比分析[6]。

1。2 研究现状

第二章 基本理论

2。1  CFD 方法简介

计算流体动力学 (Computational Fluid Dynamics，CFD）是流体力学中的一个分 支学科，它结合了流体力学、数值分析和计算机科学，具有较强的综合能力，是一门 极具前景的边缘科学。它使用电子计算机，并用数值分析方法，来解决流体力学中的 各类问题，其得到的数值仿真模拟和实验分析结果可以应用到工程实际中去。

数值模拟与计算机实验是计算流体力学的最主要特征，传统的流体动力学研究 中，所采用的验设备耗费较多的人力、物力和财力，计算流体力学只需借助计算机即 可完成，在国际上是一个热门的研究领域, 成为传热、燃烧、多相流和化学反应等分 支学科研究领域的重要技术, 并在航天设计、生物医学工业、涡轮机设计、HVAC&R 和板翅式换热器设计等众多的工程领域得到广泛应用。

最近20 年，是计算流体力学发展的黄金时间,除了电子计算机硬件的飞速的进步 对其产生了强有力的支持外,对于复杂的问题,其解析解无法求出, 高昂的实验费用 也令研究人员望而却步, 而通过采用CFD 的方法既可降低实验成本又能能模拟出复 杂的流场，并且大大减少了实验中人员的工作量。先通过CFD 数值仿真计算得到物 理新发现再由实验进行佐证的例子也屡见不鲜。CFD软件中集成了多种应用模块，根 据不同问题的流动特点，比如定常和非定常流动、层流、紊流等, 用户采用显式或隐 式差分方法, 综合考量计算速度和计算精度来找到最适合该问题的数值求解方法。通 过数值文件交换，在CFD软件之间形成共享，这就大大节省了研究者们在数据处理等 效率低下、重复性较高的劳动上花费的时间, 从更专心于物理问题本身的研究上[17]。

相比于理论分析和模拟试验，CFD 方法有如下优点：