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水下推进器转子叶片数与伴流场的匹配关系研究
1
作者
陈鹏磊
梁宁
+4 位作者
丁永乐
张坚伟
李健
曹琳琳
吴大转
《推进技术》
北大核心
2025年第2期89-102,共14页
为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系,以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象,采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散,采用RANS计算方法及SS...
为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系,以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象,采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散,采用RANS计算方法及SST k-ω湍流模型计算了推进器的激振力。借助谐调分析方法得到了航行体的伴流场特性,并结合推进器瞬时流场的分布特性,分析推进器激振力和伴流场的内在联系。结果显示:使用八个附体的航行体其伴流场以4,8,12为主要周期。当推进器转子叶片数为4a±1(a为任意正整数)时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值较大;当推进器转子叶片数为4a+2时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值明显降低,但转子轴向激振力幅值会有所增大,且脉动峰值出现在二倍叶频处。随着转子叶片数的增加,推进器转子和导管的激振力幅值逐渐减小。研究发现,对于后置定子泵喷推进器而言,转子叶片数应避开谐调分量较大的阶数,且转子叶片数与伴流场的匹配关系会影响转子和定子的脉动幅值及峰值出现的位置。同时,增加转子叶片数可以有效地降低推进器转子和导管的激振力脉动幅值。
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关键词
水下推进器
转子叶片数
激振力
谐调分析
后置定子
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职称材料
题名
水下推进器转子叶片数与伴流场的匹配关系研究
1
作者
陈鹏磊
梁宁
丁永乐
张坚伟
李健
曹琳琳
吴大转
机构
浙江大学能源工程学院
西安精密机械研究所
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第2期89-102,共14页
基金
国家自然科学基金面上项目(52171326)。
文摘
为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系,以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象,采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散,采用RANS计算方法及SST k-ω湍流模型计算了推进器的激振力。借助谐调分析方法得到了航行体的伴流场特性,并结合推进器瞬时流场的分布特性,分析推进器激振力和伴流场的内在联系。结果显示:使用八个附体的航行体其伴流场以4,8,12为主要周期。当推进器转子叶片数为4a±1(a为任意正整数)时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值较大;当推进器转子叶片数为4a+2时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值明显降低,但转子轴向激振力幅值会有所增大,且脉动峰值出现在二倍叶频处。随着转子叶片数的增加,推进器转子和导管的激振力幅值逐渐减小。研究发现,对于后置定子泵喷推进器而言,转子叶片数应避开谐调分量较大的阶数,且转子叶片数与伴流场的匹配关系会影响转子和定子的脉动幅值及峰值出现的位置。同时,增加转子叶片数可以有效地降低推进器转子和导管的激振力脉动幅值。
关键词
水下推进器
转子叶片数
激振力
谐调分析
后置定子
Keywords
Underwater propulsor
Number of rotor blades
Excitation force
Harmonic analysis
Rear stator
分类号
U664.34 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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1
水下推进器转子叶片数与伴流场的匹配关系研究
陈鹏磊
梁宁
丁永乐
张坚伟
李健
曹琳琳
吴大转
《推进技术》
北大核心
2025
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