水泵水轮机临界空化系数的数值预测 被引量：7

1

作者 郝宗睿 刘锦涛 王乐勤 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第9期774-777,共4页

为了研究水泵水轮机空化系数对内部非定常流动的影响,采用SST k-ω模型对一模型水泵水轮机进行数值模拟,对机组在不同空化系数下的性能及内流场进行分析.结果表明,空化系数的大小可以改变水泵水轮机内部的流动状况,临界空化系数反映了... 为了研究水泵水轮机空化系数对内部非定常流动的影响,采用SST k-ω模型对一模型水泵水轮机进行数值模拟,对机组在不同空化系数下的性能及内流场进行分析.结果表明,空化系数的大小可以改变水泵水轮机内部的流动状况,临界空化系数反映了水泵水轮机机组的能量特性.空化初生时,水泵水轮机的水头降低并且效率提高;随着空化的发展,机组水头显著增大,效率却快速减小;水泵水轮机的空化主要发生在叶片出口边吸力面靠近下环处;空化系数的改变对转轮内部流动稳定性的影响不明显.水泵水轮机的水头在空化系数较大时基本保持不变;当空化系数为0.075~0.150时,水头随空化系数的减小而略有减小;当空化系数小于0.075时,水头随空化系数的减小而增大. 展开更多

关键词 水泵水轮机 临界空化系数 SST k-ω模型 稳定性

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直流式迷宫调节阀流道降压流动特性及临界空化预测 被引量：7

2

作者 金浩哲 段奥强 +1 位作者 刘骁飞 王超 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第9期921-927,共7页

针对高降压、高速流的直流式迷宫压力调节阀阀芯内部流道空化损伤失效现象,基于临界空化压力预测方法进行流体力学计算,结合Mixture多相流中的Schnerr-Sauer空化模型和Reali-zable k-ε湍流模型,数值模拟了偶数级数2 N(N=1,2,3,4)流道... 针对高降压、高速流的直流式迷宫压力调节阀阀芯内部流道空化损伤失效现象,基于临界空化压力预测方法进行流体力学计算,结合Mixture多相流中的Schnerr-Sauer空化模型和Reali-zable k-ε湍流模型,数值模拟了偶数级数2 N(N=1,2,3,4)流道在不同出口压力(0.1~0.8 MPa)下的临界空化进口压力,并分析了八级流道的压力、速度、相分率等参数的变化规律.研究结果表明:除进口级数外,流体经过垂直于进口流动方向的级数后才会产生旋涡,旋涡的产生会导致能量耗散和降压;在出口近壁面处,旋涡形成的低压区低于流体的饱和蒸气压,发生了局部空化;相同流道级数递增出口压力下的临界空化压差呈现线性函数增长趋势;相同出口压力递增流道级数下的临界空化压差呈现指数函数增长趋势.因此,可根据涡流能量耗散降压原理及临界空化线性、指数趋势线方程在改进优化迷宫流道结构设计促进涡流产生的同时选择合适的工况压力和流道级数来避免空化. 展开更多

关键词 直流式迷宫流道 流道级数 降压空化机理 数值模拟 临界空化压差

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利用临界空化系数精确确定水轮机出力 被引量：1

3

作者 徐洪泉 张强 +1 位作者 王海涛 王万鹏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期85-88,共4页

简要介绍了临界空化系数和初生空化系数的确定方式及二者的区别,指出临界空化系数反映空化状态下的能量性能,初生空化系数则只反映空化状况.重申了临界空化系数在确定水轮机出力方面的作用,指出了安全系数法的缺陷,详细论述了准确地利... 简要介绍了临界空化系数和初生空化系数的确定方式及二者的区别,指出临界空化系数反映空化状态下的能量性能,初生空化系数则只反映空化状况.重申了临界空化系数在确定水轮机出力方面的作用,指出了安全系数法的缺陷,详细论述了准确地利用临界空化系数确定机组出力或装置空化系数的新方法. 展开更多

关键词 临界空化系数 初生空化系数 水轮机出力

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混流泵叶片优化及基于状态方程模型的空化研究 被引量：9

4

作者 王巍 陆鹏波 +2 位作者 王晓放 戚光鑫 王一名 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期29-35,共7页

在保证效率和扬程的前提下,为了最大限度地提高混流泵空化性能,利用基于正压流体状态方程的空化模型,开展了混流泵空化性能研究.发现原来采用速度系数法设计的5叶片混流泵叶片结构并不合理,泵叶轮设计工况下的临界空化余量较高.针对这... 在保证效率和扬程的前提下,为了最大限度地提高混流泵空化性能,利用基于正压流体状态方程的空化模型,开展了混流泵空化性能研究.发现原来采用速度系数法设计的5叶片混流泵叶片结构并不合理,泵叶轮设计工况下的临界空化余量较高.针对这一问题,增加混流泵的叶片数目为7片,并以效率和扬程作为目标函数,对7叶片混流泵叶片进口边形状、叶片前缘厚度以及叶片厚度变化规律进行了优化设计.混流泵优化前后3种不同叶片结构方案的空化性能对比分析结果表明:混流泵叶片进口边适当向进口方向延伸,叶片进口边前缘减薄,以及改变叶片厚度的变化规律,将使混流泵的临界空化余量大大降低.优化设计后的混流泵效率为90.857%,扬程为163.86m,优化后的临界空化余量为28.64m,相比优化前降低了45%,有效地改善了混流泵在设计工况下的空化性能,为今后该类高温高压混流泵的设计和优化提供了方向. 展开更多

关键词 混流泵 状态方程 临界空化余量 空化模型 优化设计

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万家寨水电站水中含沙对空化压力的影响 被引量：14

5

作者 杨娟丽 王钧 常近时 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期64-67,共4页

对万家寨水电站含沙量对水力机械内空化压力的影响进行了研究,并利用自行研制的测量装置实测了黄河万家寨水电站含沙水样的初生空化与临界空化压力.实测结果表明,随着含沙量的增大,初生空化与临界空化压力值均有所提高,且接近线性关系.... 对万家寨水电站含沙量对水力机械内空化压力的影响进行了研究,并利用自行研制的测量装置实测了黄河万家寨水电站含沙水样的初生空化与临界空化压力.实测结果表明,随着含沙量的增大,初生空化与临界空化压力值均有所提高,且接近线性关系.这一成果可用于所有含沙河流上的水电站水轮机与水泵站水泵合理确定安装高程时的参考.这样做可以减少空蚀与泥沙磨损给运行带来的经济损失. 展开更多

关键词 空蚀 含沙水流 初生空化压力 临界空化压力 万家寨水电站

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高速燃油离心泵空化特性分析 被引量：5

6

作者 王凯 龚永祥 +3 位作者 罗光钊 刘厚林 王玥 王航 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期299-312,共14页

为揭示高速燃油离心泵内部空化形态及隔舌区域空化的发生工况,对其进行了非定常数值计算,分析了不同流量下高速燃油泵内空化流场特性及压力瞬态特性。结果表明:在不同流量下,空泡首先在叶片前缘生成;随着空化数降低,空泡在叶片根部及延... 为揭示高速燃油离心泵内部空化形态及隔舌区域空化的发生工况,对其进行了非定常数值计算,分析了不同流量下高速燃油泵内空化流场特性及压力瞬态特性。结果表明:在不同流量下,空泡首先在叶片前缘生成;随着空化数降低,空泡在叶片根部及延伸叶片背面产生;在1.2倍设计流量下隔舌区域的空化在低空化数下发生;空化对叶片表面根部的压力载荷影响较大;叶轮流道监测点压力脉动主频为叶轮轴频;隔舌监测点脉动主频为叶频,在1.2倍设计流量下的低空化数下隔舌区域监测点压力脉动频谱上轴频倍频特征增强。 展开更多

关键词 高速燃油离心泵 空化特性 临界空化数 叶片 载荷 压力脉动 数值计算

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环形射流泵空化特性的试验研究 被引量：4

7

作者 刘晖霞 廖振方 刘宁 《石油机械》 北大核心 2007年第7期1-3,78,共4页

在简要介绍环形射流泵工作原理的基础上,定义了环形射流泵试验常用的一些技术参数;通过试验所得到的试验数据及引入相关的技术参数绘制了环形射流泵的特性曲线。根据环形射流泵的特性曲线,论述了临界空化数σc、收敛角α、吸入头的面积A... 在简要介绍环形射流泵工作原理的基础上,定义了环形射流泵试验常用的一些技术参数;通过试验所得到的试验数据及引入相关的技术参数绘制了环形射流泵的特性曲线。根据环形射流泵的特性曲线,论述了临界空化数σc、收敛角α、吸入头的面积A1、喉管长径比L2/D2和射流涡旋强度J对环形射流泵空化性能的影响;通过分析这些影响,得到了一些有用的结论和公式,从而提出改善环形射流泵空化特性的一些建议,为高效环形射流泵的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 环形射流泵 空化特性 临界空化数 试验研究

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叶顶间隙对斜流泵叶轮内部空化流动的影响 被引量：6

8

作者 黎义斌 何慧 +1 位作者 范兆京 李建忠 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期224-229,共6页

为了研究不同叶顶间隙值对斜流泵叶轮内部空泡稳定性的影响,获得叶顶间隙的最佳范围,基于标准SST k-ω湍流模型和均相流模型对斜流泵内部空化流动进行了数值模拟.结果表明:叶顶间隙对斜流泵叶轮内部空化性能有显著影响,小流量工况下随... 为了研究不同叶顶间隙值对斜流泵叶轮内部空泡稳定性的影响,获得叶顶间隙的最佳范围,基于标准SST k-ω湍流模型和均相流模型对斜流泵内部空化流动进行了数值模拟.结果表明:叶顶间隙对斜流泵叶轮内部空化性能有显著影响,小流量工况下随着叶顶间隙的增大,叶顶泄漏涡的湍流尺度和强度逐渐增加,临界空化数随着叶顶间隙的增大而逐渐减小;当临界空化数为0.357时,较大的叶顶间隙可以抑制叶片表面的初生空化;当叶片发生严重空化时(σ=0.123),较小的叶顶间隙抑制叶片表面产生大尺度空泡;当叶顶间隙较小时,空泡团稳定附着在吸力面;随着叶顶间隙的增大,空泡脱落区向主流移动并聚集在叶片吸力面中部,空化体积分数逐渐增大. 展开更多

关键词 斜流泵 叶顶间隙 临界空化数 叶片载荷分布 空化

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低比转速离心泵空化性能的数值模拟 被引量：5

9

作者 典平鸽 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2011年第6期31-34,共4页

为了对低比转速离心泵空化发生时的内部气液两相流动进行分析,应用计算流体力学(CFD)软件对比转速为66的离心泵空化性能进行气液两相流场的数值研究。对不同有效空化余量时叶轮内部气泡分布的研究表明,泵在进口压力较高时就已经在叶片... 为了对低比转速离心泵空化发生时的内部气液两相流动进行分析,应用计算流体力学(CFD)软件对比转速为66的离心泵空化性能进行气液两相流场的数值研究。对不同有效空化余量时叶轮内部气泡分布的研究表明,泵在进口压力较高时就已经在叶片的进口背面产生空化初生,临界空化余量和许用空化余量时,气泡在叶片表面和流道内部均有分布,占据了部分叶轮流道,影响叶轮内部能量交换,并可能对泵造成空蚀。对该实型泵进行试验研究,验证了数值计算的精确度。 展开更多

关键词 离心泵 空化初生 临界空化余量 允许空化余量

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不同吸水室对离心泵空化性能的影响分析 被引量：4

10

作者 赵万勇 彭虎廷 +1 位作者 梁允昇 马得东 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1632-1640,共9页

由于吸水室的几何形状决定了叶轮进口的速度分布,对泵空化性能具有重要的影响。针对一单级单吸离心泵配套的直锥形、半螺旋形、环形3种不同结构的吸水室,采用数值方法研究分析3种不同结构的吸水室内部流动变化对离心泵空化性能的影响。... 由于吸水室的几何形状决定了叶轮进口的速度分布,对泵空化性能具有重要的影响。针对一单级单吸离心泵配套的直锥形、半螺旋形、环形3种不同结构的吸水室,采用数值方法研究分析3种不同结构的吸水室内部流动变化对离心泵空化性能的影响。结果表明:直锥形吸水室相比于其他2种吸水室,对叶轮空化性能影响最小,初生空化发生在与蜗壳隔舌对应流道的下一个流道的叶轮叶片进口背面。半螺旋形吸水室出口速度增加且不均,液体以较高速度流入叶轮,使得对应径向位置的叶片进口背面首先发生初生空化。环形吸水室左右两侧内均产生漩涡与回流等现象,吸水室出口处靠近入口侧速度较大,使得叶轮叶片进口背面压力减小易于发生空化。在临界空化工况下,半螺旋吸水室与环形吸水室叶轮进口处产生的空泡在流道进口之间发生蔓延,其环形吸水室叶轮进口最为明显,对泵空化性能影响最大。该研究结果对泵叶轮进口流动设计和吸水室结构设计具有一定的理论价值。 展开更多

关键词 离心泵 直锥形吸水室 半螺旋形吸水室 环形吸水室 空化性能 数值模拟 初生空化 临界空化

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叶根圆弧对航空燃油离心泵空化性能的影响 被引量：9

11

作者 帅泽豪 王凯 +3 位作者 罗光钊 王玥 刘厚林 张岭 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第7期60-67,共8页

针对某航空燃油离心泵在运行过程中由于空化导致叶片根部发生空蚀破坏的问题,设计了一种叶根圆弧结构形式,研究了其在不同空化数下的空泡分布特性和空泡的非定常变化规律,并分析了燃油泵叶轮流道和隔舌位置的压力脉动特性。研究表明:在0... 针对某航空燃油离心泵在运行过程中由于空化导致叶片根部发生空蚀破坏的问题,设计了一种叶根圆弧结构形式,研究了其在不同空化数下的空泡分布特性和空泡的非定常变化规律,并分析了燃油泵叶轮流道和隔舌位置的压力脉动特性。研究表明:在0.8Q_(d),1.0Q_(d),1.2Q_(d)流量工况下,燃油泵临界空化数分别比原方案减小了4.4%,6.0%,1.8%;在相同空化数下,改进方案叶片表面压力载荷有所下降,其中在1.2Q_(d)流量工况下,低压区占比最多下降7%;改进方案叶片根部空泡体积也有所减小,在1.2Q_(d)流量工况下,空泡减少量最多可达51%;燃油泵内部多数监测点的压力脉动幅值下降较大,最高可达38.35%。研究结果显示了叶根圆弧结构可以显著提升燃油泵的空化性能,为高性能燃油泵的优化设计提供了一定的借鉴。 展开更多

关键词 航空燃油泵 叶根圆弧 空化 临界空化数 压力脉动

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轴流式喷水推进泵内涡与空化相互作用 被引量：9

12

作者 徐顺 龙新平 +1 位作者 季斌 李贵斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期951-957,共7页

喷水推进泵内空化的发生直接影响推进效率,尤其是进入性能陡降工况,针对目前对该工况下喷水推进泵内涡与空化相互作用认知不足,极需从机理方面展开研究。本文采用分离涡流模拟(detached eddy simulation,DES)湍流模型Zwart-Gerber-Belam... 喷水推进泵内空化的发生直接影响推进效率,尤其是进入性能陡降工况,针对目前对该工况下喷水推进泵内涡与空化相互作用认知不足,极需从机理方面展开研究。本文采用分离涡流模拟(detached eddy simulation,DES)湍流模型Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型对性能陡降工况下的喷水推进泵内部空化流场进行数值模拟,并结合柱坐标系下的涡量输运方程对喷水推进泵内涡与空化的相互作用机理进行分析。研究表明:数值计算的空化性能曲线与实验测量结果吻合较好;涡线拉伸扭曲项与涡量分布密切相关;斜压矩项和膨胀项主要集中在汽液交界面处,会引起涡量场的重新分布,并且膨胀项的量级要大于斜压矩项;在间隙处,粘性耗散性量级较大,粘性耗散项的作用不可忽略。 展开更多

关键词 喷水推进泵 空化 水力性能 数值模拟 涡量输运 临界空化 柱坐标系

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双吸式离心泵空化判定的数值模拟研究

13

作者 林依水 郭志伟 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第4期238-243,共6页

采用两相流模型,对不同流量工况下双吸式离心泵内空化进行数值模拟计算,研究双吸式离心泵内空化发展过程及性能演变。结果表明:随空化发展,双吸式离心泵扬程及效率显著下降,叶轮内空化最先发生在叶片吸力面进口靠近轮毂处,向盖板和叶片... 采用两相流模型,对不同流量工况下双吸式离心泵内空化进行数值模拟计算,研究双吸式离心泵内空化发展过程及性能演变。结果表明:随空化发展,双吸式离心泵扬程及效率显著下降,叶轮内空化最先发生在叶片吸力面进口靠近轮毂处,向盖板和叶片出口扩散。临界空化判定上,效率下降1%比扬程下降3%更合理;空化初生判定上,效率下降0.1%可以作为相应的判断依据。 展开更多

关键词 双吸式离心泵 空化特性 临界空化 初生空化

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低温泵内空化流动特性数值研究 被引量：1

14

作者 袁霄 付玉壮 《绿色科技》 2023年第6期277-280,共4页

低温泵是天然气、液氢、液氧等低温介质产业链的核心动力装备,空化的发生严重制约着其运行的稳定性、可靠性和高效性。为了探究低温泵运行在空化状态下的内流特性,采用标准k-ε两方程湍流模型和Sauer-Schnerr空化模型对低温泵内空化流... 低温泵是天然气、液氢、液氧等低温介质产业链的核心动力装备,空化的发生严重制约着其运行的稳定性、可靠性和高效性。为了探究低温泵运行在空化状态下的内流特性,采用标准k-ε两方程湍流模型和Sauer-Schnerr空化模型对低温泵内空化流动进行了数值模拟。结果表明:临界空化发生时,叶轮叶片上开始出现空泡,导叶内涡核体积明显增加,整泵扬程下降3%。 展开更多

关键词 低温泵 临界空化 内流分析

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基于质量守恒边界条件的下游泵送螺旋槽液膜密封空化分析 被引量：6

15

作者 杨文静 郝木明 +2 位作者 曹恒超 袁俊马 李晗 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3932-3943,共12页

液膜中空化的产生会影响密封润滑性能。基于质量守恒的JFO空化边界条件,建立螺旋槽液膜密封数学模型,采用流线迎风有限元法求解Reynolds控制方程,获得端面空化分布,并通过可视化试验进行了验证。以空化临界转速和临界压力为表征,分析了... 液膜中空化的产生会影响密封润滑性能。基于质量守恒的JFO空化边界条件,建立螺旋槽液膜密封数学模型,采用流线迎风有限元法求解Reynolds控制方程,获得端面空化分布,并通过可视化试验进行了验证。以空化临界转速和临界压力为表征,分析了螺旋槽结构参数对空化特性的影响。结果表明:螺旋槽内空化区域呈机翼截面型,且随着转速的增加而变大,随着内径压力的增加而减小,空化周向最大长度位于近槽根处;空化临界转速随着槽数、槽深的增加而增加,随着螺旋角、槽长坝长比、槽台宽比的增加而减小;空化临界压力随各结构参数的变化趋势与空化临界转速相反。通过对各结构参数的合理选择,可实现对空化的有效控制。 展开更多

关键词 螺旋槽液膜密封 空化 结构参数 空化临界转速 空化临界压力 有限元法

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水下高速射弹超空泡运动建模与仿真 被引量：5

16

作者 刘立栋 张宇文 滕鹏桦 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期470-474,553,共5页

建立并简化了水下高速射弹动力学和运动学模型。基于空泡模型假设和空泡截面独立扩张原理,确定了空化数与速度、深度的耦合计算关系;定义了水下射弹尾翼穿刺前的临界空化数;对水下高速射弹弹道特性进行了仿真研究。仿真计算结果表明:水... 建立并简化了水下高速射弹动力学和运动学模型。基于空泡模型假设和空泡截面独立扩张原理,确定了空化数与速度、深度的耦合计算关系;定义了水下射弹尾翼穿刺前的临界空化数;对水下高速射弹弹道特性进行了仿真研究。仿真计算结果表明:水下射弹有效射程受初始入射角影响较大;随着初始入射角的增大,有效射程逐渐减小;提升初速度可以带来有效射程的增大,但增幅效果不显著,在满足预定指标条件下应合理选择初速度;初始攻角对射弹弹道散布影响较大,初始角速度对其影响很小,但较大的初始角速度会带来明显的攻角变化。 展开更多

关键词 高速射弹 超空泡运动 临界空化数 有效射程 弹道散布

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超空泡射弹弹道特性影响因素仿真研究 被引量：3

17

作者 刘立栋 张宇文 蔡帆 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第32期244-248,共5页

建立并简化了水下超空泡射弹动力学和运动学模型,基于空泡模型假设和空泡截面独立扩张原理,确定了空化数与速度及深度的耦合计算关系和水下射弹尾翼穿刺前的临界空化数,进而对水下超空泡射弹弹道特性进行了仿真研究。仿真结果表明,水下... 建立并简化了水下超空泡射弹动力学和运动学模型,基于空泡模型假设和空泡截面独立扩张原理,确定了空化数与速度及深度的耦合计算关系和水下射弹尾翼穿刺前的临界空化数,进而对水下超空泡射弹弹道特性进行了仿真研究。仿真结果表明,水下射弹有效射程受自身质量和发射深度影响很大,有效射程与自身质量成线性增长关系,与发射深度成近似线性递减关系;在实际作战中,需考虑射弹发射深度对有效射程的影响,可以通过适当增加自身质量的方法,增大射弹有效射程。 展开更多

关键词 超空泡射弹 空化数 临界空化数 有效射程

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某大型测量船声学设备安装附体优化设计 被引量：1

18

作者 叶昊 孟繁涛 《船海工程》 北大核心 2023年第5期1-5,12,共6页

针对某大型测量船的实际作业需求,提出GONDOLA式的声学设备安装方式,采用CFD数值仿真分析方法对GONDOLA附体型式进行优化设计,计算分析和桨模试验表明,GONDOLA附体优化后不仅能使得船舶具有良好的防气泡性能,降低船舶阻力,还可大幅改善... 针对某大型测量船的实际作业需求,提出GONDOLA式的声学设备安装方式,采用CFD数值仿真分析方法对GONDOLA附体型式进行优化设计,计算分析和桨模试验表明,GONDOLA附体优化后不仅能使得船舶具有良好的防气泡性能,降低船舶阻力,还可大幅改善尾部螺旋桨区域伴流场,提高螺旋桨空化临界速度。 展开更多

关键词 测量船 GONDOLA安装方式 CFD 桨模试验 空化临界速度

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