Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Судовой движитель в кольцевой насадке Корта с 3 лопастями: закрученная струя (CFD)
Трёхмерная гидродинамика обтекания (RANS k-ω SST, вода U_∞ = 6,0 м/с) кольцевой профилированной насадки Корта, обтекаемой ступицы и трёх лопастей с углом установки 28°: разгон струи внутри насадки до 29,4 м/с и осевая гидродинамическая реакция 16,1 кН.
Буксиры, подруливающие устройства судов динамического позиционирования, подводные аппараты (ТНПА) и водомётные движители используют кольцевые профилированные насадки Корта со спрямляющими и рабочими лопастями для поджатия струи и повышения КПД. В данной 3D CFD-модели исследован блок движителя в кольцевой насадке (внутренний радиус R_in = 84 мм, наружный R_out = 108 мм) с обтекаемой ступицей (R_hub = 28 мм) и тремя лопастями под углом атаки 28° (шаг 120°) в гидроканале 580 × 360 × 360 мм при скорости набегающего потока воды U_∞ = 6,0 м/с (~11,7 узла). Расчёт в SU2_CFD (k-ω SST) показывает разгон жидкости в межлопаточных каналах насадки до 29,42 м/с, формирование закрученной винтовой струи и втулочного вихря за коком ступицы (Q_max = 9,06×10⁴ с⁻²), а также суммарную осевую гидродинамическую силу 16,09 кН.
1. Геометрия и конечные элементы
- •Единый B-Rep объём водного канала (D_fluid = Гидроканал − ДвижительВНасадке): длина 580 мм (X ∈ [-200, 380] мм), поперечное сечение 360 × 360 мм.
- •Геометрия движителя: центральная ступица с носовым и кормовым конусами, 3 лопасти с углом разворота 28° через 120° и кольцевая профилированная насадка Корта.
- •Неструктурированная тетраэдральная сетка Netgen: 11 755 тетраэдров и 2 727 узлов (погрешность объёма 0,05%).
- •Рабочая среда: вода (ρ = 998,2 кг/м³, μ = 1,002×10⁻³ Па·с), модель турбулентности Menter k-ω SST.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Входное сечение гидроканала при X = −200 мм (surface number 1): равномерная скорость воды U_in = 6,0 м/с вдоль +X ([1, 0, 0]).
- •Выходное сечение гидроканала при X = +380 мм (surface number 6): статическое давление p_out = 0 Па.
- •Четыре внешние границы рабочей части канала при Y = ±180 мм, Z = ±180 мм (грани 2, 3, 4, 5): условие симметрии (symmetry).
- •Все омываемые поверхности ступицы, 3 лопастей и кольцевой насадки Корта (23 грани): вязкая стенка с прилипанием (no-slip wall).
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓В межлопаточных каналах внутри кольцевой насадки поток воды разгоняется до |U|_max = 29,42 м/с (в 4,90 раза выше скорости набегающего потока).
- ✓Суммарная осевая гидродинамическая сила на насадке, ступице и 3 лопастях составляет F_X = 16 089,4 Н (16,09 кН) при перепаде давления Δp = 514,8 кПа.
- ✓Лопасти с углом установки 28° закручивают линии тока в винтовой вихревой след за обтекателем ступицы с пиковой завихренностью |ω|_max = 813,3 с⁻¹ и Q_max = 9,06×10⁴ с⁻².
Судостроительные КБ и разработчики движителей используют CFD в WebCAE для профилирования насадок Корта, выбора углов установки спрямляющих аппаратов и оценки зон кавитации с последующей передачей давлений в расчёт прочности.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Пятилопастной гребной винт судна Ø4.2 м
Корпус судна 180 м со шпангоутами и стрингерами
Стреловидное крыло БПЛА с винглетом: концевой вихрь, подъёмная сила и сопротивление (CFD)
