在微型无人机推进系统、水下航行器、医疗器械（如微型泵）及精密通风设备中，常采用“管道螺旋桨”组合设计。某客户在设计一款低流速推进系统时，需要精确了解螺旋桨在密闭管道内工作时对流场的扰动情况，以确保流动稳定性和推进效率。管道螺旋桨系统内部流场特性CFD分析
项目背景
本项目通过SolidWorks三维建模与Flow Simulation流体仿真模块，对含螺旋桨的薄壁圆柱型管道的内部流场进行数值模拟分析。
研究旨在探究低流速（0.2m/s）下螺旋桨对管道内流体流动特性的影响，包括层流速度分布、静压梯度及流动稳定性。
可视化并量化螺旋桨在低流速（0.2m/s）下对管道内部流场结构的影响。
获取管道内流速的层流分布情况，识别低速区与高速区。
分析管道轴向的静压梯度，评估螺旋桨的压升能力。
诊断流动稳定性，预测是否存在可能导致振动或噪声的不稳定流动结构。
我司采用 SolidWorks与内置的Flow Simulation 模块，为客户提供了高效的计算流体动力学（CFD） 解决方案。
在SolidWorks中建立了包含螺旋桨与薄壁管道的精确装配体，并使用流体子域功能提取出纯净的流体空间进行网格划分。
将流动介质设置为水或空气（根据客户实际工况）。
在入口设置0.2m/s的速度边界条件，出口设置为静压出口，准确模拟低流速工况。
启用旋转域模型，为螺旋桨区域赋予相应的转速，模拟其旋转效应。
选择层流模型进行计算，以精确捕捉低雷诺数下的流动特性。
生成了管道轴截面和多个横截面的速度云图与流线图，清晰展示了螺旋桨尾流的形态及其对主流的影响范围。
绘制了管道中心轴线上的静压变化曲线，直观反映了螺旋桨产生的压升效果和管道沿程阻力。
通过分析速度矢量和流线，评估了流动的稳定性与均匀性。
成功揭示流场结构：仿真结果显示，在低流速下，螺旋桨产生的射流与周围流体之间存在明显的速度剪切层，并形成了特定的尾流结构。
精准量化性能参数：获得了管道内的最大/最小流速值及总压升，为客户评估螺旋桨工作效率提供了关键数据。
确认流动状态：分析证实，在当前工况下管道内为稳定的层流流动，未出现大尺度分离或湍流，满足了系统对流动稳定性的要求。
提供优化方向：通过流场分析，指出了桨叶与管壁间隙处的流动细节，为客户后续进行螺旋桨与管道的匹配优化提供了方向。
