船用螺旋桨风机转子流体仿真结构设计

该结构主要应用于内河及近海小型船舶的侧推辅助风机、舱室通风增压风机场景，作为风机核心做功部件，承担着将旋转机械能转化为空气动能的核心作用，既可以为船舶侧推系统提供稳定的气流推力辅助，提升船舶低速靠泊时的转向灵活性，也可作为舱室通风系统的动力核心，为密闭机舱、货舱输送新鲜空气，排出舱内积聚的油气、废气，保障舱内作业环境安全与设备运行的通风需求。该转子采用三叶片均布结构设计，叶片沿轮毂周向呈120度均匀排布，可有效降低旋转过程中的动不平衡量，减少运行时的振动与噪音，叶片型线采用类螺旋桨翼型设计，翼型截面从根部到叶尖平滑过渡，兼顾气流导入效率与做功能力，可在较低转速下实现较高的风压输出，适配船舶低压大流量的通风与辅助推进需求。设计过程中首先围绕船舶风机的实际运行工况，确定来流速度、介质密度与粘度参数，通过流场仿真模拟转子旋转状态下的气流走向，捕捉叶片表面的压力分布与尾流涡旋形态，针对性调整叶片的安装角与扭转角度，优化叶尖间隙与叶片前缘曲率，减少叶尖涡流带来的能量损失，提升转子的气动效率，降低运行能耗。结构尺寸方面，转子整体最大回转直径控制在0.3米范围内，轮毂直径与叶片长度比例经过多轮仿真优化，既保证轮毂与传动轴的连接强度，也避免轮毂占比过大影响有效做功面积，安装边界上，转子中心预留标准传动轴连接位，可适配常规船用风机的主轴安装尺寸，轴向安装长度紧凑，无需对原有风机壳体进行大幅改造即可完成替换安装，叶片根部与轮毂采用一体化过渡结构，可有效降低旋转过程中的应力集中，提升转子长期高速旋转下的结构强度，适配船舶航行过程中颠簸、交变载荷的复杂运行环境，保障部件长期运行的可靠性。