[发明专利]提高复合材料螺旋桨流固耦合计算精度的方法

权利要求书

1.一种提高复合材料螺旋桨流固耦合计算精度的方法，其特征在于：所述方法通过以 下步骤实现：

步骤一、使用三维CAD建模软件建立复合材料螺旋桨的几何模型；

步骤二、在网格处理器中为复合材料螺旋桨创建流体计算域并划分网格；

步骤三、采用基于RANS方程的计算流体力学软件，进行设置复合材料螺旋桨水动力 性能求解参数、定义流固耦合面以及设置求解时间步的过程；

步骤四、在ACP中定义纤维增强材料的弹性常数、铺层角度，对螺旋桨桨叶进行铺层， 铺层后生成含有复合材料属性及铺层特性的复合材料螺旋桨桨叶网格文件；

步骤五、划分桨毂有限元网格；

步骤六、合并桨叶复合材料网格与桨毂网格，在结构求解器中定义固定约束条件、定 义流固耦合面、设置求解时间步；

步骤七、建立复合材料螺旋桨流固耦合计算方程，定义流固耦合面及耦合顺序，设置 流固耦合计算时间步及结束时间；

步骤八、在第一个时间步内求解复合材料螺旋桨流固耦合计算方程，求得复合材料螺 旋桨桨叶变形量和水动力性能；

步骤九、根据求得的桨叶变形量对流体计算域内网格进行重新划分；

步骤十、调用编写的UDF程序，控制变形后复合材料螺旋桨流体计算域的边界层网格；

步骤十一、进入下一个时间步，对变形后的复合材料螺旋桨进行流固耦合计算，求解 复合材料螺旋桨桨叶变形量和水动力性能；

步骤十二、重复步骤九到十一，在流固耦合终止时间步结束流固耦合计算。

2.根据权利要求1所述提高复合材料螺旋桨流固耦合计算精度的方法，其特征在于： 步骤一所述使用三维CAD建模软件建立复合材料螺旋桨的几何模型的过程为，螺旋桨所在 的坐标系为笛卡尔坐标系，取X轴为螺旋桨的旋转轴，X轴正方向为来流方向，Y轴为螺 旋桨主桨叶所在的坐标轴，Z轴遵守右手定则。

3.根据权利要求1或2所述提高复合材料螺旋桨流固耦合计算精度的方法，其特征在 于：步骤二所述在网格处理器中为复合材料螺旋桨创建流体计算域并划分网格的过程为， 在网格处理器中为复合材料螺旋桨创建流体计算域；其中，

流体计算域分为外域和内域；内域为包含螺旋桨的旋转区域，采用非结构网格划分； 外域为静止区域，采用结构网格划分；

并在网格划分软件中检查网格质量，定义网格边界；将划分的网格导入Tgrid中，划 分复合材料螺旋桨桨叶表面边界层网格。