Details

Настоящая работа посвящена анализу влияния ключевых параметров численного моделирования на точность расчета гидродинамических характеристик гребного винта KP505. В числе основных задач, решенных в ходе исследования: разработка трех исполнений расчетной области, отличающихся количеством доменов, для каждого из которых построена своя расчетная сетка; проведение расчетов с варьированием размера расчетной области, степени детализации расчетной сетки и выбора модели турбулентности для нескольких значений режимного параметра; валидация полученных результатов путем сравнения с экспериментальными данными Корейского исследовательского института кораблей и океанической инженерии. В результате работы выявлено, что малая расчетная область искажает форму кривых гидродинамических характеристик по сравнению с экспериментом. Увеличение расчетной области позволяет получить кривые, качественно повторяющие экспериментальные. Детализация расчетной сетки на периферии винта и в области спутного следа позволяет детально визуализировать вихревую структуру за винтом, практически не влияя на интегральные характеристики. Модели турбулентности k-ω SST, k-ω и Спаларта-Аллмараса обеспечивают одинаковую точность расчета для данной задачи.

The paper is devoted to the analysis of the influence of key numerical simulation parameters on the accuracy of simulation the hydrodynamic characteristics of the KP505 propeller. Among the main tasks solved during the research: the development of three versions of the computational domain, differing in the number of domains, each of which has its own computational grid; calculations with varying the size of the computational domain, the degree of detail of the computational grid and the choice of a turbulence model for several values of the mode parameter; validation of the results obtained by comparing with experimental data from the Korean Research Institute of Ships and Ocean Engineering. The study revealed that a small computational domain distorts the shape of the hydrodynamic characteristics curves compared with the experimental results. Increasing the calculation domain makes it possible to obtain curves that qualitatively repeat the experimental ones. The detailing of the computational grid on the periphery of the propeller and in the area of the wake flow makes it possible to visualize the vortex structure behind the propeller in detail, practically without affecting the integral characteristics. The k-ω SST, k-ω and Spallart-Allmaras turbulence models provide the same calculation accuracy for this problem.