使用虚拟盘模型进行螺旋桨建模

对于此模拟,您要使用体积力螺旋桨法对螺旋桨对船的作用效力建模。此方法属于虚拟盘模型。

使用螺旋桨的虚拟盘需要您定义以下项目:

  • 盘的尺寸和位置

  • 盘轴线方向。此方向定义推力的方向。

  • 螺旋桨性能数据,此处的推力系数 K_T 和扭矩系数 K_Q 是进程比 J 的函数

  • 获得虚拟盘入流表面平均速度和密度的速度平面

要创建虚拟盘模型:

  1. 右键单击连续体 > 物理 1 > 模型 > 虚拟盘 > 虚拟盘节点,并选择新建
  2. 编辑虚拟盘节点,并将方法设置为体积力螺旋桨法
在您可以指定螺旋桨曲线之前,必须将螺旋桨表格数据文件(此处是 .csv 格式)导入 Simcenter STAR-CCM+
  1. 右键单击工具 > ,然后选择新建表 > 文件表
  2. 导航至已下载教程文件的 motion 文件夹,然后选择 BSeries_Z5_BAR1p05_PD0p723.csv 并单击打开
现在可以指定螺旋桨曲线并创建虚拟盘。可以将入流平面半径设为大于虚拟盘体半径 10% 的值。入流平面偏移是虚拟盘直径的 10%。
  1. 编辑连续体 > 物理 1 > 虚拟盘体 > 虚拟盘节点,然后设置下列属性:
    节点 属性 设置
    螺旋桨曲线 方法 表 (J)
    表 (J) BSeries_Z5_BAR1p05_PD0p723
    表:J J
    表:Kt KT
    表:Kq KQ
    表:Eta ETA
    盘几何 内半径 0.036 m
    外半径 0.18 m
    原点 [-6.307, 0.0, -1.25] m,m,m
    法向与坐标系 坐标系 基准坐标系 -> Ship-CSys
    盘法向 [1.0, 0.0, 0.0]
    入流指定 方法 入流速度平面
    入流速度平面 入流平面半径 0.198 m
    入流平面偏移 0.036 m
    诱导速度校正选项 诱导速度校正 关闭
    转速 (n) 旋转速率 2300.0 rpm

    您必须将定义推力方向的坐标系属性与船体的局部坐标系相关联,此处确定为 Ship-CSys。此关联建立了虚拟盘产生的推力与船 DFBI 运动的联系。该船坐标系根据 DFBI 模型计算的流体力随船移动。

  2. 展开工具 > 坐标系 > 基准 > 局部坐标系,并将虚拟盘-CSys 1 节点拖放至当前激活的几何 1 场景。
    虚拟盘局部坐标系在场景中显示。虚拟盘产生的推力作用于此坐标系 Z 方向。
  3. 要可视化虚拟盘,请选择物理连续体 1 内的虚拟盘节点,并在虚拟盘上放大。


  4. 保存模拟。