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空化工况下喷水推进泵内涡结构的时空演化
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作者 赵斌娟 宋英南 +2 位作者 黄忠富 付燕霞 陈汇龙 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期116-123,共8页
为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献... 为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献.结果表明:空化工况下,喷水推进泵内部流动复杂,极易产生旋涡,主要的涡结构有叶顶泄漏涡、次级泄漏涡、垂直空化涡和次级泄漏衍生涡;随着三角形空化的坍缩,进口附着涡的涡结构尺度增加,但叶顶泄漏涡因为空泡逐渐增大的缘故涡量逐渐减小;1个周期内,喷水推进泵内空泡尺度较大时,涡结构数量较多,但强度较小.空泡尺度较小时,涡结构尺度较小,强度较大;通过对涡量运输方程进行分解可以发现,拉伸扭曲项的分布与涡量分布具有极高的相似性,压缩膨胀项的量级最高,对垂直空化涡和脱落涡的变化较为敏感,斜压扭矩项在垂直空化涡的发生位置量级较高. 展开更多
关键词 喷水推进泵 空化工况 涡结构 Ω方法 涡量输运
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基于仿生锯齿结构的喷水推进泵流噪声特性研究
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作者 叶曦 王献忠 +3 位作者 徐龙龙 黄为北 王维伟 何俊泽 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期66-73,共8页
以轴流式喷水推进泵作为研究对象,基于仿生原理对喷水推进泵叶轮叶片进行仿生降噪设计,并通过计算流体力学/计算气动声学混合计算方法对仿生设计前、后的喷水推进泵水动力和流噪声进行数值计算,对结果进行分析对比发现:叶轮尾缘仿生泵... 以轴流式喷水推进泵作为研究对象,基于仿生原理对喷水推进泵叶轮叶片进行仿生降噪设计,并通过计算流体力学/计算气动声学混合计算方法对仿生设计前、后的喷水推进泵水动力和流噪声进行数值计算,对结果进行分析对比发现:叶轮尾缘仿生泵的效率虽低于原型泵,但却具有较好的降噪效果,最多降低泵在25~4000 Hz内的流噪声总声压级为4.96 dB;最后,对原喷水推进泵和仿生泵的水动力和流噪声进行了试验测量,仿生泵在10~4000 Hz内试验流噪声总声压级比原型泵小3.84 dB,验证了仿生设计对喷水推进泵的实际降噪效果。 展开更多
关键词 喷水推进泵 流噪声 仿生降噪设计
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WA-DES湍流模型在喷水推进泵数值预测中的适用性研究
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作者 陈俊宝 李伟 +1 位作者 胡敬宁 季磊磊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期756-770,共15页
本文将一种基于DES方法的WA湍流模型用于混流式喷水泵的性能预测,分析WA-DES模型与SST k−ω模型在预测泵内外特性时的差异和相似性。研究结果表明:WA-DES模型能较准确地预测喷水推进泵外特性和空化性能,在不同流量工况下,WA-DES与SST k... 本文将一种基于DES方法的WA湍流模型用于混流式喷水泵的性能预测,分析WA-DES模型与SST k−ω模型在预测泵内外特性时的差异和相似性。研究结果表明:WA-DES模型能较准确地预测喷水推进泵外特性和空化性能,在不同流量工况下,WA-DES与SST k−ω预测的叶顶流场压力系数、轴向速度和湍动能分布高度一致;在空化工况下,叶片吸力面低压区和叶轮蒸汽体积分布差异较小,WA-DES模型与SST k−ω模型预测的泄漏涡尺度存在差异,但WA-DES模型与SST k−ω模型对泵内高湍流黏度区的预测结果以及对叶轮内不同跨度上压力的预测结果基本保持一致,这弱化了对泄漏涡在空间尺度上的差异造成的影响,是保证两种模型预测的泵外特性差异不大的重要因素。因此,WA-DES模型在工程中具有较好的应用效果。本文的研究结果将促进WA-DES模型在喷水推进泵数值计算领域的进一步应用,提高喷水推进泵的设计和制造效率。 展开更多
关键词 湍流模型 混流式喷水推进泵 叶顶泄漏涡 湍动能 涡量 空化
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基于改进变分模态分解SSA-VMD的喷水推进泵空化振动特性试验研究
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作者 冯超 梁珺 +2 位作者 陶金 朱华伦 王哲恺 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期212-219,共8页
空化作为喷水推进泵运行失稳因素之一,不仅诱导水力性能陡降,还引发振动噪声,为提升空化致振信号解析精度,在变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)基础上,以最小排列熵系数为适应度函数,改进模态个数及惩罚参数确定方式,提... 空化作为喷水推进泵运行失稳因素之一,不仅诱导水力性能陡降,还引发振动噪声,为提升空化致振信号解析精度,在变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)基础上,以最小排列熵系数为适应度函数,改进模态个数及惩罚参数确定方式,提出SSA-VMD集成算法,其次开展空化可视化与多源振动信号同步采集试验,对空化过程中泵体振动信号进行SSA-VMD分解,计算信号总能量、分量能量、相关性,从而获取空化过程中泵体振动能量变化规律,及扬程即将与开始下降状态,特征测点及其轴向的振动频谱能量分布特性,该结果为喷水推进泵空化预报及振动机理试验研究,提供参考以及一种收敛速度较快、有效突出特征的振动信号解析方法,对保障喷水推进舰船的高效稳定航行具有实际意义。 展开更多
关键词 空化 振动 喷水推进泵 变分模态分解(VMD) 高速摄像
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导叶叶片数对喷水推进泵瞬态特性的影响 被引量:2
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作者 李明慧 刘厚林 +2 位作者 谈明高 吴贤芳 马皓晨 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期14-20,共7页
为揭示喷水推进泵不同导叶叶片数时的瞬态特性规律,基于DES混合模拟和FEM声学有限元方法,对喷水推进泵流场和声场进行数值模拟,并进行试验,验证了瞬态特性数值计算方法的准确性,研究了不同导叶叶片数(Z=5,6,7)对喷水推进泵推力、压力脉... 为揭示喷水推进泵不同导叶叶片数时的瞬态特性规律,基于DES混合模拟和FEM声学有限元方法,对喷水推进泵流场和声场进行数值模拟,并进行试验,验证了瞬态特性数值计算方法的准确性,研究了不同导叶叶片数(Z=5,6,7)对喷水推进泵推力、压力脉动、内流诱导噪声等性能的影响规律.结果表明:随着导叶叶片数增大,喷水推进泵推力先减小后增大,流量逐渐减小,转矩逐渐增大;导叶叶片数对叶轮出口压力脉动分布规律影响较小,对压力脉动主频处幅值有较大影响,轮毂处压力脉动幅值受导叶叶片数增大先减小后增大,轮缘和流道中心处幅值随着导叶叶片数增大逐渐减小;导叶叶片数变化会改变内流诱导噪声主频,增大导叶叶片数有利于降低喷水推进泵内流诱导噪声主频处幅值和总声压级. 展开更多
关键词 喷水推进泵 导叶数 瞬态特性 试验测试 数值模拟
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混流式喷水推进泵空化流动及其诱导振动特性的试验研究 被引量:2
6
作者 龚波 张正川 +3 位作者 尹俊连 许锐 李宁 王德忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期42-51,共10页
为了研究喷水推进泵内非定常空化流动及其诱导的振动特征,搭建了高速摄像与数字信号同步测量平台。对不同空化程度下的泵内空化流动、压力脉动信号、振动信号进行了采集和分析。引入经验模态分解及希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transfo... 为了研究喷水推进泵内非定常空化流动及其诱导的振动特征,搭建了高速摄像与数字信号同步测量平台。对不同空化程度下的泵内空化流动、压力脉动信号、振动信号进行了采集和分析。引入经验模态分解及希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对振动信号进行了处理和分析。试验表明:喷水推进泵叶顶区出现了叶顶间隙空化和叶顶泄露涡空化等空化现象;随着空化程度的加剧,叶顶区的空化结构先由丝状逐渐连接成薄片状,继而发展为云状;快速旋转的空化云会呈现出极不稳定状态,尾部发生脱落形成垂直空化涡(perpendicular cavitating vortices,PCVs);小尺度的垂直空化涡消散在流道中部;随着空化程度的进一步加剧,垂直空化涡尺度增大并向相邻叶片的压力面运动,造成喷水推进泵性能的下降。空化程度加剧对应的流动结构特征会导致压力脉动产生相应的变化,从而诱导振动的增加。经验模态分解和HHT结果显示片状空化及大尺度云空泡溃灭时会诱导高频区的宽频振动增大;空化云尾缘的低频脱落会产生垂直空化涡,诱导低频的压力脉动和振动的快速增加。希尔伯特边际谱上高频幅值,叶频和轴频幅值的变化特征可在一定程度上用来反映泵内的流动状态。 展开更多
关键词 喷水推进泵 试验研究 空化流动结构 振动 希尔伯特黄变换(HHT)
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基于壁模化大涡数值模拟的喷水推进泵内湍流运动特性分析 被引量:1
7
作者 许辉 陈作钢 蔡佑林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期55-64,共10页
尺度解析类数值模拟方法具有很高的非定常流动预报潜力,其中壁模化大涡数值模拟(Wall-modeled Large-eddy Simulation,WMLES)方法在高雷诺数下具有适用范围广、计算成本较低等优势但在喷水推进泵的数值模拟中应用有限。采用基于湍流场... 尺度解析类数值模拟方法具有很高的非定常流动预报潜力,其中壁模化大涡数值模拟(Wall-modeled Large-eddy Simulation,WMLES)方法在高雷诺数下具有适用范围广、计算成本较低等优势但在喷水推进泵的数值模拟中应用有限。采用基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法进行原型喷水推进泵及改型喷水推进泵的泵内流场数值模拟并与试验数据进行对比。结果显示,WMLES预报的两型喷水推进泵的扬程及转矩等外特性特征都与试验数据吻合极好。从泵内湍流运动特性分析的角度,WMLES方法再现了传统RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方法难以获得的导边马蹄涡、随边角涡、叶梢集中涡、间隙泄漏涡等精细流动特征。在相同流量系数下,改型泵的马蹄涡、角涡等二次流强度明显小于原型泵,改型泵的平均极限流线也明显更为光顺,更低的能量耗散使得改型泵的工作效率相比原型泵有明显提升。分析结果证明,基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法可用于喷水推进泵的外特性及泵内湍流运动特性的有效预报,为喷水推进泵的改进设计提供了有力的数据支撑。 展开更多
关键词 大涡数值模拟 壁模化方法 湍流特征尺度 喷水推进泵 非定常流
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喷嘴导流片对喷水推进泵性能的影响
8
作者 徐声海 郭成宇 +3 位作者 刘厚林 袁宵 邱勇 谈明高 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期27-33,共7页
本文提出减少径向高度和导流片环绕导流锥分布这2种喷嘴导流片结构,通过DES-FEM耦合的方法研究了喷嘴导流片对喷水推进泵推力及噪声性能的影响。结果表明,随着喷嘴导流片径向高度减少,喷水推进泵推力增大0.61%,流量略微增大而扭矩略微降... 本文提出减少径向高度和导流片环绕导流锥分布这2种喷嘴导流片结构,通过DES-FEM耦合的方法研究了喷嘴导流片对喷水推进泵推力及噪声性能的影响。结果表明,随着喷嘴导流片径向高度减少,喷水推进泵推力增大0.61%,流量略微增大而扭矩略微降低,内流噪声主频仍为导叶叶频但幅值降低2.43%,总声压级略微升高;导流片环绕导流锥分布时,喷水推进泵推力提高1.03%,流量增大0.76%,扭矩提高,声压级主频处幅值降低2.05%,总声压级降低,内流噪声主频由导叶偏移至叶轮处,但两者声压级幅值差异较小;各方案频谱中均存在叶轮叶频谐频;内流噪声能量主要集中在中低频段。 展开更多
关键词 喷水推进泵 喷嘴导流片 数值模拟
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推进泵快速启动水力特性及流场演变研究
9
作者 张富毅 杨鹏 +2 位作者 郑枫川 赵晓阳 刘影 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期10-19,共10页
为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、... 为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、轴向力、轴向力矩和功率先增大后减小,效率先增加后保持稳定。扬程、轴向力、轴向力矩和功率在加速结束瞬间存在极大值,且极大值随着启动时间的增大而减小。启动初期,叶轮区域存在严重的来流冲击、流动分离和漩涡结构,随着时间推移,流场逐渐趋于稳定;启动时间对推进泵流场演变具有显著影响,启动时间越小,流场越快达到稳定状态。为保证推进泵在启动过程中无空泡产生、内部流场以较快时间运行至稳定状态,建议以0.2 s启动时间启动推进泵。 展开更多
关键词 推进泵 鱼雷 快速启动 水力特性 流场演变
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基于熵产分析的喷水推进泵空化特性研究 被引量:1
10
作者 郭嫱 费宗岳 +2 位作者 黄先北 仇宝云 石丽建 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1507-1515,共9页
喷水推进泵广泛应用于船舶动力等领域,其内部的空化流动特性对于推进性能具有重要影响。为了对空化流场中的能量损失进行定量评价,基于熵产理论对某轴流式喷水推进泵进行空化特性研究。由于叶顶间隙涡空化在轴流式推进泵中十分典型,数... 喷水推进泵广泛应用于船舶动力等领域,其内部的空化流动特性对于推进性能具有重要影响。为了对空化流场中的能量损失进行定量评价,基于熵产理论对某轴流式喷水推进泵进行空化特性研究。由于叶顶间隙涡空化在轴流式推进泵中十分典型,数值方法中考虑局部涡流特性,采用旋转修正的SST-CC湍流模型和基于涡识别修正的空化模型,并根据模型泵的参考实验验证数值计算方法。研究结果表明:在不同空化系数条件下,随着空化程度的加剧,熵产值的增大反映了推进泵能量损失的增大,对应效率曲线的下降,泵内总熵产的变化规律与其功率特性基本一致。分析推进泵各段几何区域的能量损失可见,叶轮段的熵产占比最高,尤以湍流耗散和壁面耗散更为显著,这与叶轮叶顶间隙的涡流和空化流场密切相关。研究叶轮叶顶的流动特征可见,在不同空化条件下,叶顶间隙泄漏涡区域引发了旋涡空化,但显著的能量耗散出现在泄漏涡的外缘及附近壁面区域,而叶片表面的附着空化涡则是湍流耗散的主要来源。 展开更多
关键词 喷水推进泵 熵产理论 空化 间隙 数值模拟
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非均匀进流下喷水推进泵的内流特性和载荷分布 被引量:13
11
作者 王洋 曹璞钰 +1 位作者 印刚 李贵东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期69-75,共7页
为描述实际航行时喷水推进泵非均匀进流的结构特点,解释喷水推进泵实际性能与试验测试值之间的差异,采用雷诺时均模型和RNG k-ε湍流模型数值计算非均匀进流下喷水推进泵的外特性,对比后获得了非均匀进流下喷水推进泵外特性降幅曲线,其... 为描述实际航行时喷水推进泵非均匀进流的结构特点,解释喷水推进泵实际性能与试验测试值之间的差异,采用雷诺时均模型和RNG k-ε湍流模型数值计算非均匀进流下喷水推进泵的外特性,对比后获得了非均匀进流下喷水推进泵外特性降幅曲线,其中扬程和效率的最大降幅均为30%。进一步求解内流场,结果表明:非均匀进流中的低能螺旋流受旋转叶片的诱导,在轮缘处演变为以周向分离涡为主的进口畸变流,流道堵塞,受排挤的工作流体因液流角过大在叶片轮毂处发生流动分离,最终卷吸形成螺旋分离涡;此分离涡沿径向扰动叶片前缘流场,诱发回流和二次流,加剧了水力损失。同时,分离涡破坏绕翼环流,改变叶片静压分布,导致叶片载荷由前载型转变为中载型,削弱了叶片做功能力。因此,内流特性和载荷突变共同证实了非均匀进流是喷水推进泵性能下降的主要原因。 展开更多
关键词 非均匀进流 周向畸变 喷水推进泵 内流特性 叶片载荷 分离涡
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喷水推进泵压力脉动特性数值计算及分析 被引量:9
12
作者 张明宇 王永生 +2 位作者 靳栓宝 魏应三 付建 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期51-57,102,共8页
针对喷水推进器装船后不均匀来流对压力脉动特性的影响,以某巡逻艇喷水推进混流泵为研究对象,基于RANS方程和SST湍流模型,通过流体动力学软件CFX稳态计算,进行了巡逻艇航速数值预报,所得计算值与试航值误差为1.8%,从而验证了计算流体动... 针对喷水推进器装船后不均匀来流对压力脉动特性的影响,以某巡逻艇喷水推进混流泵为研究对象,基于RANS方程和SST湍流模型,通过流体动力学软件CFX稳态计算,进行了巡逻艇航速数值预报,所得计算值与试航值误差为1.8%,从而验证了计算流体动力数值计算的可信性。采用分离涡模拟方法,对敞水泵和装船泵进行了三维非定常数值模拟,计算分析了叶轮进出口、叶轮内部、导叶内部及喷口5个截面和叶轮叶顶间隙处的压力脉动,并对不均匀来流带来的差别进行了研究。结果表明:在敞水泵和船后泵的叶轮出口、导叶内部,水流距叶轮越远,压力脉动影响越小,压力脉动频率取决于叶轮转动频率,压力脉动幅值沿轮毂到轮缘逐渐增大,船后泵压力脉动幅值整体高于敞水泵;对于均匀来流,敞水泵旋转域叶轮室的压力脉动频率主要受导叶的影响,船后泵则受轴频的影响,二者压力脉动幅值在叶顶间隙处均从叶顶沿导边到随边逐渐增大;对于敞水泵,流道出口压力脉动频率主要受叶频控制,对于船后泵,压力脉动频率为轴频。 展开更多
关键词 喷水推进泵 计算流体动力学 压力脉动 分离涡模拟
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喷水推进泵临界空化工况空化流态试验 被引量:17
13
作者 龙云 冯超 +3 位作者 王路逸 王德忠 蔡佑林 朱荣生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1512-1518,共7页
在舰艇空间尺寸的限制下,提高推进器的综合性能是舰船设计的关键。空化是喷水推进泵的主要噪声源和重要设计参数。为降低舰艇的噪声,提高喷水推进泵的空化性能,十分有必要研究空化流动结构演变规律及其对喷水推进泵性能的影响。以某型... 在舰艇空间尺寸的限制下,提高推进器的综合性能是舰船设计的关键。空化是喷水推进泵的主要噪声源和重要设计参数。为降低舰艇的噪声,提高喷水推进泵的空化性能,十分有必要研究空化流动结构演变规律及其对喷水推进泵性能的影响。以某型喷水推进泵为研究对象,采用高速摄像技术开展了喷水推进泵临界空化工况空化流动结构演变规律试验研究。在空化发生和发展过程中,喷水推进泵空化流动结构包括片状空化、云状空化、叶顶间隙空化、叶顶泄漏涡空化和垂直空化涡。试验捕捉了空化演变的物理过程,分析了各空化流动结构对喷水推进泵性能下降的影响。结合数值模拟和前人研究,阐述了空化流动结构形成机理及其对喷水推进泵性能的影响。研究结果为喷水推进泵内的空化现象提供了新的认识,也为空化性能预测方法的研究给予了借鉴和指导。 展开更多
关键词 喷水推进泵 临界空化工况 高速摄像 空化 空化涡结构
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基于Lighthill声类比理论的喷水推进泵不稳定流动诱导噪声的数值研究 被引量:10
14
作者 张德胜 张乃舒 +3 位作者 许彬 赵睿杰 高雄发 李宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期278-287,共10页
喷水推进泵内部不稳定漩涡流态对舰船推进系统的稳定性和噪声具有重要的影响,为了研究多工况下的流动特性及流致噪声机理,采用了计算流体力学(CFD)与计算声学(CA)耦合数值模拟的方法,针对喷水推进泵的不同的运行工况进行了精细化非定常... 喷水推进泵内部不稳定漩涡流态对舰船推进系统的稳定性和噪声具有重要的影响,为了研究多工况下的流动特性及流致噪声机理,采用了计算流体力学(CFD)与计算声学(CA)耦合数值模拟的方法,针对喷水推进泵的不同的运行工况进行了精细化非定常数值模拟,并与实验结果进行了验证。基于非定常数值模拟结果,将叶轮表面旋转偶极子与导叶表面固定偶极子的CGNS数据作为声源,采用BEM法开展了一系列的内声场及外声场声振耦合计算。研究结果表明:喷水推进泵压力脉动的幅值从叶轮进口处到导叶出口处逐渐减小;在额定工况下,喷水推进泵内部的压力脉动系数的最大值都出现在一阶叶频附近,叶片通过率是幅值的主要影响因素;随着流量工况减小,一些监测点在低频范围内的压力脉动超过一阶叶频处的值,成为主频;随着流量减小,喷水推进泵内部压力脉动幅值明显增大,内声场的声功率级随之上升,外声场声振耦合的声压级也随之增大,且呈现出明显的偶极子特性,本文的研究结果为舰船喷水推进泵的低振低噪设计和运行提供了理论基础。 展开更多
关键词 喷水推进泵 Lighthill声类比 边界元法(BEM) 漩涡流 噪声
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浸没式喷水推进泵设计及装船后性能预报 被引量:6
15
作者 曹玉良 王永生 靳栓宝 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期96-101,共6页
为了设计浸没式喷水推进泵,以国外某喷水推进混流泵为对象建立了浸没式喷射模型,运用计算流体力学(CFD)瞬态模拟方法研究了2种转速时浸没式喷射对喷水推进泵水力性能的影响。研究表明,无论是低转速还是设计转速,浸没式喷射时喷水推进泵... 为了设计浸没式喷水推进泵,以国外某喷水推进混流泵为对象建立了浸没式喷射模型,运用计算流体力学(CFD)瞬态模拟方法研究了2种转速时浸没式喷射对喷水推进泵水力性能的影响。研究表明,无论是低转速还是设计转速,浸没式喷射时喷水推进泵的扬程、轴功率、效率变化都小于1%,且叶片的空化无明显变化。由此,运用三元设计方法设计了一型适用于常规尾板式喷水推进的喷水推进泵,即按常规尾板式喷水推进的"船-泵-机"匹配方法选定喷水推进泵的设计参数,按基于环量的三元方法进行喷泵的水力设计,喷泵为6片叶片、9片导叶。最后,运用计算流体力学方法对实尺浸没式喷水推进器与船体的组合结构进行了数值模拟,结果表明,在设计航速时,该喷水推进泵完全浸没在水中工作的水力性能变化很小,进而得出浸没式喷水推进泵可以按照常规尾板式喷水推进泵的设计方法进行设计的结论。 展开更多
关键词 喷水推进 浸没式 喷水推进泵 三元设计 计算流体力学
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对旋轴流式喷水推进泵空化流动数值模拟 被引量:4
16
作者 黄丹 潘中永 +2 位作者 潘希伟 冯子政 张肖 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期311-315,共5页
基于ANSYS CFX软件,利用Rayleigh-Plesset空化模型和SST湍流模型,在设计工况下,分别对首、次级叶轮单独以及对旋轴流式喷水推进泵整体进行了空化定常模拟,得到了各自的空化特性曲线.选择空化开始发生、临界空化点以及空化严重时3个工况... 基于ANSYS CFX软件,利用Rayleigh-Plesset空化模型和SST湍流模型,在设计工况下,分别对首、次级叶轮单独以及对旋轴流式喷水推进泵整体进行了空化定常模拟,得到了各自的空化特性曲线.选择空化开始发生、临界空化点以及空化严重时3个工况比较分析首、次级叶轮内空化流动的发展情况.计算获得了不同净正吸头下叶片工作面、背面静压、背面空泡体积组分分布.计算结果表明,空化最初发生在首级叶轮叶片背面进口靠近轮缘的局部低压区,随着NPSH的减小,该空泡区域从轮缘向轮毂方向延伸.首、次级叶轮空化发展不同步,由于次级叶轮处于首级叶轮的预压下,首级叶轮发生空化时,次级叶轮并没有发生空化.计算结果从理论上较好地揭示了对旋轴流式推进泵空化性能的特点及其内部空化流动的特征. 展开更多
关键词 对旋轴流式喷水推进泵 CFX 空化 首、次级叶轮 数值模拟
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基于循环平稳分析的推进泵流致噪声特性研究 被引量:3
17
作者 李倩 梁宁 +3 位作者 童威棋 徐海平 曹琳琳 吴大转 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1660-1667,共8页
为了深入理解推进泵流致噪声激励源机理,为推进泵低噪声设计提供支撑,以某双级推进泵为对象,基于其多工况下的辐射噪声实测结果,围绕推进泵流致噪声的调制机理及流致噪声源的提取方法展开研究.在空泡水洞中测量该双级推进泵的辐射噪声,... 为了深入理解推进泵流致噪声激励源机理,为推进泵低噪声设计提供支撑,以某双级推进泵为对象,基于其多工况下的辐射噪声实测结果,围绕推进泵流致噪声的调制机理及流致噪声源的提取方法展开研究.在空泡水洞中测量该双级推进泵的辐射噪声,采用循环平稳分析方法,进行噪声解调分析与流致噪声源特征频率提取;开展该双级推进泵内流场的非定常数值模拟,分析其瞬态内流场分布特性与三向激振力特性.联合信号处理结果与内流场模拟结果,研究推进泵流致噪声源的关键特性与形成原理.结果表明,导叶是影响双级推进泵辐射噪声特性的关键因素,导叶调制线谱的强度与推进泵的来流条件、运行工况密切相关,叶轮与导叶的匹配性设计对推进泵振动噪声控制起关键作用. 展开更多
关键词 推进泵 循环平稳 流致噪声 双级 空泡水洞试验
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喷水推进泵空化特征联合分类识别 被引量:2
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作者 段向阳 王永生 苏永生 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1322-1326,1331,共6页
在无空化区、空化Ⅰ区和空化Ⅱ区3种工况条件下,利用安装在实船喷水推进泵检查孔内的水听器和布置在泵壳上的加速度传感器获取喷水推进泵的声压和振动信号.通过二阶导数分析发现,空化前后声压和振动信号的二阶导数均具有显著的差别,空... 在无空化区、空化Ⅰ区和空化Ⅱ区3种工况条件下,利用安装在实船喷水推进泵检查孔内的水听器和布置在泵壳上的加速度传感器获取喷水推进泵的声压和振动信号.通过二阶导数分析发现,空化前后声压和振动信号的二阶导数均具有显著的差别,空化后声压信号在8~25 kHz、振动信号在3~12 kHz频段上出现了明显的峰值.以该特征频段上二阶导数的峰值序列为基础,构造特征集并进行特征联合分类识别.结果表明:利用特征联合分类识别可以区分无空化区、空化Ⅰ区和空化Ⅱ区的信号,多传感器特征联合分类识别的效果优于单传感器特征联合分类,尤其是基于二阶导数的多传感器特征联合分类识别的效果较为理想. 展开更多
关键词 喷水推进泵 空化 特征集 联合 分类识别
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125SⅡ型喷水推进泵水动力性能的CFD预报研究 被引量:3
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作者 聂沛军 王永生 李翔 《中国舰船研究》 2010年第6期70-74,共5页
以71SII型喷水推进泵为母型,运用相似理论、CFD数值模拟及试验数据校核相结合的方法,预报了某型船拟使用的同系列的125SII型喷水推进泵的水动力性能。通过CFD分析不仅获得了125SII泵的各种性能,如流量、扬程、功率、效率等,而且还能反... 以71SII型喷水推进泵为母型,运用相似理论、CFD数值模拟及试验数据校核相结合的方法,预报了某型船拟使用的同系列的125SII型喷水推进泵的水动力性能。通过CFD分析不仅获得了125SII泵的各种性能,如流量、扬程、功率、效率等,而且还能反映泵内流场细节,便于模型的优化。本研究的意义在于,在没有125SII泵的几何图纸的情况下,运用相似理论从71SII泵的几何模型推得125SII泵的几何模型,据此在方案设计阶段可对新设计船进行快速性预报。结果表明,对由71SII泵的几何模型等比例放大得到的125SII泵模型进行CFD计算所得的不同转速下的功率与由71SII泵的试验P-n曲线通过相似换算所得的各转速下的功率,两者之间的相对误差在7%以内,这表明由71SII泵的几何模型等比例放大得到的125SII泵几何模型及相关的数值模拟是可信的。 展开更多
关键词 喷水推进泵 相似定律 CFD 性能预报
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实船喷水推进泵空化识别试验 被引量:2
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作者 苏永生 王永生 段向阳 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期404-409,共6页
根据空化特征,提出了利用高阶导数判别空化特征频带的方法.对喷水推进泵壳体振动信号以及进口水声信号进行高阶导数计算,然后进行均方根标准化,通过特征频段滤波后在时域中求取超过给定阈值的极值,计算其均值、均方根值、方差、歪度以... 根据空化特征,提出了利用高阶导数判别空化特征频带的方法.对喷水推进泵壳体振动信号以及进口水声信号进行高阶导数计算,然后进行均方根标准化,通过特征频段滤波后在时域中求取超过给定阈值的极值,计算其均值、均方根值、方差、歪度以及峭度指标,利用基于最小二乘支持向量机(LS-SVC)对实船测试的6种空化状态进行了分类识别.与传统的反向传播(BP)和径向基函数(RBF)神经网络识别效果相比,LS-SVC的分类准确率更高,程序运行时间更短. 展开更多
关键词 喷水推进泵 空化 高阶导数 最小二乘支持向量机
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