Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Проектирование и численная оптимизация движителей типа «винт в насадке

Автор: Николай Владимирович Маринич (ФГУП «КГНЦ») nkl1@yandex.ru

Проектирование движителей в насадке представляет собой комплексную задачу, в ходе решения которой необходимо спроектировать гребной винт или рабочее колесо, собственно насадку с гондолой и в ряде случаев спрямляющий или направляющий аппарат. Также необходимо учесть особенности взаимодействия движителя с корпусом или поворотной колонкой. Нельзя ограничиться проектированием каждого элемента по отдельности, поскольку они оказывают существенное взаимное влияние. Получается, что оптимальный движитель не обязательно является совокупностью оптимальных элементов, что требует комплексного подхода к решению задачи.

В работе описаны методы проектирования движителей в насадке с одно- и двухступенчатой лопастной системой. Используется универсальный метод оптимизации формы различных гидродинамических объектов, таких как насадка, гребной винт, спрямляющий аппарат т.п. Метод основан на численном решении нелинейной задачи математического программирования. Приведено описание алгоритма расчета, в том числе в параллельном варианте вычислений. Разработаны алгоритмы учета взаимного влияния элементов движителя друг на друга. Представлены способы реализации данного метода для ряда практических приложений. Эффективность оптимизации подтверждена экспериментальными исследованиями и расчетами с помощью RANS-методов.