喷水推进器是水陆两栖车辆在水面航行时的主动力,水陆交界地带不同航行深度下车体姿态与推进器进流条件存在较大差异,从而对推进性能产生显著影响。为研究水深条件下两栖车辆与喷水推进器的相互影响规律,以喷水推进式水陆两栖车辆为研...喷水推进器是水陆两栖车辆在水面航行时的主动力,水陆交界地带不同航行深度下车体姿态与推进器进流条件存在较大差异,从而对推进性能产生显著影响。为研究水深条件下两栖车辆与喷水推进器的相互影响规律,以喷水推进式水陆两栖车辆为研究对象,采用有限体积法、剪切应力输运模型(Shear Stress Transport Model,SST)、流体体积(Volume of Fluid,VOF)两相流模型与动态流体-刚体相互作用模型(Dynamic Fluid Body Interaction,DFBI)对不同喷水推进器转速、不同水深条件下泵车一体化的两栖车辆水动力性能开展了数值计算。完成了网格不确定性分析,通过计算数值与试验结果对比验证了算法准确性,获得了泵车一体化水陆两栖车辆在不同航行条件下的运动规律、流场分布特性与水动力性能。研究结果表明:深水环境中,两栖车辆处于排水航行状态,车体姿态在低速航行时变化较大,从而影响了推进器内流体轴向流动稳定性;高速航行时车体航行状态与推进器的流量、扬程相对稳定;浅水环境中,两栖车辆在低速航行时处于亚临界状态,相较于深水环境中有着更大的纵倾角与下沉量,车体所受阻力较深水工况平均增加13.65%;高速航行时两栖车辆进入超临界状态,车体迅速上浮且航速与深水工况持平,稳定后姿态变化幅度较小,推进器性能稳定性有所提高;在不同深度的浅水环境中,低速航行时更浅环境中的车体受到浅水效应影响更明显、所受阻力更大,而高速航行时不同深度的两栖车辆水动力性能无明显区别;因此,两栖车辆经过浅水区域时应增大推进器输出功率,快速进入超临界状态以削弱浅水效应的影响。展开更多
文摘喷水推进器是水陆两栖车辆在水面航行时的主动力,水陆交界地带不同航行深度下车体姿态与推进器进流条件存在较大差异,从而对推进性能产生显著影响。为研究水深条件下两栖车辆与喷水推进器的相互影响规律,以喷水推进式水陆两栖车辆为研究对象,采用有限体积法、剪切应力输运模型(Shear Stress Transport Model,SST)、流体体积(Volume of Fluid,VOF)两相流模型与动态流体-刚体相互作用模型(Dynamic Fluid Body Interaction,DFBI)对不同喷水推进器转速、不同水深条件下泵车一体化的两栖车辆水动力性能开展了数值计算。完成了网格不确定性分析,通过计算数值与试验结果对比验证了算法准确性,获得了泵车一体化水陆两栖车辆在不同航行条件下的运动规律、流场分布特性与水动力性能。研究结果表明:深水环境中,两栖车辆处于排水航行状态,车体姿态在低速航行时变化较大,从而影响了推进器内流体轴向流动稳定性;高速航行时车体航行状态与推进器的流量、扬程相对稳定;浅水环境中,两栖车辆在低速航行时处于亚临界状态,相较于深水环境中有着更大的纵倾角与下沉量,车体所受阻力较深水工况平均增加13.65%;高速航行时两栖车辆进入超临界状态,车体迅速上浮且航速与深水工况持平,稳定后姿态变化幅度较小,推进器性能稳定性有所提高;在不同深度的浅水环境中,低速航行时更浅环境中的车体受到浅水效应影响更明显、所受阻力更大,而高速航行时不同深度的两栖车辆水动力性能无明显区别;因此,两栖车辆经过浅水区域时应增大推进器输出功率,快速进入超临界状态以削弱浅水效应的影响。
