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题名大间隙泵喷推进器梢隙流动及水动力性能研究
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作者
戎智
唐登海
刘登成
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机构
中国船舶科学研究中心
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出处
《船舶力学》
北大核心
2025年第7期1013-1022,共10页
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基金
深远海船舶6000 kW级全回转推进器抗疲劳设计制造关键技术与装备(2022YFB3404800)。
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文摘
梢隙流动是存在于泵喷推进器转子叶梢与导管内壁之间的复杂流动,叶梢间隙尺寸对梢隙流动及泵喷推进器性能有显著影响,以往针对梢隙流动的研究,其模型尺度下的间隙尺寸大多都小于4 mm。本文基于大涡模拟方法对间隙大小为1 mm和16 mm的泵喷推进器梢隙流动进行了数值模拟,重点分析了大间隙泵喷推进器梢隙流动的特征,及其对空泡起始性能、水动力性能以及导管脉动压力的影响。结果表明:与小间隙相比,大间隙泵喷推进器梢部分离涡的产生位置更靠近转子叶片的导边,梢部的分离涡与梢泄涡交汇位置更靠近转子叶片的随边;艇后泵喷推进器效率下降明显,降低了约10%;梢泄涡涡量与环量更大,梢泄涡空泡起始更早;导管脉动压力显著降低,约为小间隙的20%。因此,泵喷推进器的设计应该综合权衡考虑以上性能,寻求最佳的间隙大小。
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关键词
大涡模拟
梢隙流动
泵喷推进器
水动力性能
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Keywords
large eddy simulation
tip clearance flow
pump-jet propulsor
hydrodynamic performance
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分类号
V43
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于RANS方法的导管推进器梢隙流动数值模拟
被引量:4
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作者
阮华
张志荣
辛公正
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机构
中国船舶科学研究中心
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2015年第5期83-91,共9页
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文摘
以导管推进器为研究对象,采用雷诺时均纳维斯托克斯(RANS)方法对其梢隙流动进行数值模拟研究。通过对网格类型、湍流模型的适用性研究以及对梢部流场的研究探讨,初步建立了基于RANS梢隙流动的数值模拟方法;数值计算结果与实验结果吻合较好。对比分析发现,结构化网格与非结构化网格相比能捕捉到梢隙流动中更加细节的流场信息,如壁面边界层流动等,更适合于梢隙流动的数值模拟。3种湍流模型SST?k-ω,RNG?k-ε及RSM的计算结果基本一致,都能有效模拟梢隙流动。通过间隙区域流场分析发现,梢隙流动的驱动力主要是叶面与叶背之间的压差,受壁面边界层流动的影响。流体进入间隙时流动分离形成间隙分离涡,间隙泄漏流穿过间隙与吸力面侧流体相互作用,卷起形成梢隙涡,在约37.5%弦长位置处形成并附着在桨叶壁面发展,大约在75%弦长位置与桨叶分离进入尾流场中。研究获得了梢隙涡的起始、发展、脱落的变化过程。
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关键词
导管推进器
梢隙流动
网格类型
湍流模型
机理分析
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Keywords
ducted propulsor
tip leakage flow
grid type
turbulent model
mechanism analysis
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分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于大涡模拟的ROV导管推进器梢隙流动数值研究
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作者
周彬
赵敏
万德成
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机构
上海交通大学
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出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2020年第3期85-93,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51779139)
国家重点研发计划项目(2016YFC0300700)
上海交通大学晨星青年学者奖励计划(AF0100062)。
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文摘
导管推进器是一种普遍应用于无人遥控潜水器(ROV)等潜器中的特种推进器。在桨叶与导管之间的梢隙中存在非常复杂的流动,本研究基于大涡模拟(LES)对导管推进器的梢隙流动进行了数值模拟分析。通过对时间步长的收敛性研究,建立两套基于不同网格类型的计算模型。将计算与试验结果进行对比,比较两种不同类型网格模拟结果的差异,发现切割体网格能够更好地捕捉到泄涡的细节,并结合梢隙流场的原理分析了泄涡发展的过程,梢隙涡的驱动力是吸力面、压力面之间的压差。此外,随着进速系数增大,梢隙周向的涡管轴向分布范围减小,主泄涡发生位置延后,泄出涡的长度和数量都有所减少。
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关键词
导管推进器
梢隙流动
大涡模拟
无人遥控潜水器
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Keywords
ducted propeller
tip leakage flow
large-eddy simulation
remotely operated vehicle
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分类号
P756
[天文地球—海洋科学]
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