机动条件下喷水推进泵瞬态特性研究
发布时间：2023-05-20 10:15
本文的研究是在国家自然科学基金(51779108)的资助下开展的。喷水推进作为一种新型的推进方式,较传统推进方式有着很多优点,在高机动性能的船舶中具有优秀的发展潜力,但目前对机动条件下喷水推进泵的性能研究还较为缺乏。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法对喷水推进泵在不同工况下的内部流动进行研究,并对转弯和加速等不同形式下喷水推进泵的内流特性和空化特性进行深入的分析,从而为喷水推进泵的性能优化提供一定的参考。本文的主要工作和研究成果如下:1.较为详细地总结了喷水推进泵技术、喷水推进泵内流性能研究和空化性能研究的研究现状及发展趋势。2.阐述了喷水推进泵内流数值模拟方法,对4种不同转速和4种不同航速下喷水推进泵的内部流动进行了数值计算,分析了进水流道、叶轮进口、叶轮出口和导叶出口的内流场及压力脉动,研究表明:(1)推力性能随着转速的增加逐渐增大,随着航速的增加逐渐降低,航速越高,推力增幅越快,转速由1800至2200r/min的推力差为转速由1000至1400r/min的2.4倍;(2)不同运行条件下进水流道唇部均存在局部高压区,高压区随航速的增大而增大,随转速增大而减小;(3)高航速下叶...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 喷水推进技术研究现状
1.2.2 喷水推进内流研究现状
1.2.3 喷水推进空化研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 喷水推进泵内流数值计算
2.1 数值计算模型及模拟方法
2.1.1 三维造型
2.1.2 网格划分及相关性检验
2.1.3 数值模拟条件设置
2.1.4 数值计算结果验证
2.2 喷水推进泵内流定常计算
2.2.1 定常计算研究方案
2.2.2 不同转速不同航速下外特性分析
2.2.3 额定转速不同航速下内流分析
2.2.4 额定航速不同转速下内流分析
2.3 喷水推进泵内流非定常计算
2.3.1 非定常计算研究方案
2.3.2 叶轮进口压力脉动分析
2.3.3 叶轮出口压力脉动分析
2.3.4 导叶出口压力脉动分析
2.4 本章小结
第三章 转弯条件下喷水推进泵性能研究
3.1 转弯条件研究方案
3.2 转弯条件对喷水推进泵性能的影响
3.2.1 转弯条件下推力特性分析
3.2.2 进水流道轴面流动分析
3.2.3 叶轮导叶轴面压力分析
3.2.4 叶轮导叶轴面湍动能分析
3.2.5 叶轮内涡量分析
3.3 转弯条件对喷水推进泵空化性能的影响
3.3.1 转弯条件下喷水推进泵空化原理
3.3.2 叶轮内空泡分析
3.3.3 叶轮内汽相体积分数分析
3.3.4 叶片表面载荷分析
3.4 本章小结
第四章 加速条件下喷水推进泵性能研究
4.1 加速条件研究方案
4.2 加速条件下喷水推进泵瞬态性能分析
4.2.1 加速条件下推力特性分析
4.2.2 加速条件下压力脉动分析
4.2.3 加速条件下叶轮内压力分析
4.2.4 加速条件下叶轮内空泡分析
4.2.5 加速条件下叶轮内汽相体积分数分析
4.3 加速时间对喷水推进泵瞬态性能的影响
4.3.1 不同加速时间研究方案
4.3.2 不同加速时间下喷水推进泵推力特性分析
4.3.3 不同加速时间下压力脉动分析
4.3.4 不同加速时间下叶轮内压力分析
4.3.5 不同加速时间下叶轮内空泡分析
4.3.6 不同加速时间下叶轮内汽相体积分数分析
4.4 加速方式对喷水推进器瞬态性能的影响
4.4.1 不同加速方式研究方案
4.4.2 不同加速方式下推力特性分析
4.4.3 不同加速方式下压力脉动分析
4.4.4 不同加速方式下叶轮内压力分析
4.4.5 不同加速方式下叶轮内空泡分析
4.4.6 不同加速方式下叶轮内汽相体积分数分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
一、论文发表
二、专利申请
三、参与科研项目
本文编号：3820935
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 喷水推进技术研究现状
1.2.2 喷水推进内流研究现状
1.2.3 喷水推进空化研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 喷水推进泵内流数值计算
2.1 数值计算模型及模拟方法
2.1.1 三维造型
2.1.2 网格划分及相关性检验
2.1.3 数值模拟条件设置
2.1.4 数值计算结果验证
2.2 喷水推进泵内流定常计算
2.2.1 定常计算研究方案
2.2.2 不同转速不同航速下外特性分析
2.2.3 额定转速不同航速下内流分析
2.2.4 额定航速不同转速下内流分析
2.3 喷水推进泵内流非定常计算
2.3.1 非定常计算研究方案
2.3.2 叶轮进口压力脉动分析
2.3.3 叶轮出口压力脉动分析
2.3.4 导叶出口压力脉动分析
2.4 本章小结
第三章 转弯条件下喷水推进泵性能研究
3.1 转弯条件研究方案
3.2 转弯条件对喷水推进泵性能的影响
3.2.1 转弯条件下推力特性分析
3.2.2 进水流道轴面流动分析
3.2.3 叶轮导叶轴面压力分析
3.2.4 叶轮导叶轴面湍动能分析
3.2.5 叶轮内涡量分析
3.3 转弯条件对喷水推进泵空化性能的影响
3.3.1 转弯条件下喷水推进泵空化原理
3.3.2 叶轮内空泡分析
3.3.3 叶轮内汽相体积分数分析
3.3.4 叶片表面载荷分析
3.4 本章小结
第四章 加速条件下喷水推进泵性能研究
4.1 加速条件研究方案
4.2 加速条件下喷水推进泵瞬态性能分析
4.2.1 加速条件下推力特性分析
4.2.2 加速条件下压力脉动分析
4.2.3 加速条件下叶轮内压力分析
4.2.4 加速条件下叶轮内空泡分析
4.2.5 加速条件下叶轮内汽相体积分数分析
4.3 加速时间对喷水推进泵瞬态性能的影响
4.3.1 不同加速时间研究方案
4.3.2 不同加速时间下喷水推进泵推力特性分析
4.3.3 不同加速时间下压力脉动分析
4.3.4 不同加速时间下叶轮内压力分析
4.3.5 不同加速时间下叶轮内空泡分析
4.3.6 不同加速时间下叶轮内汽相体积分数分析
4.4 加速方式对喷水推进器瞬态性能的影响
4.4.1 不同加速方式研究方案
4.4.2 不同加速方式下推力特性分析
4.4.3 不同加速方式下压力脉动分析
4.4.4 不同加速方式下叶轮内压力分析
4.4.5 不同加速方式下叶轮内空泡分析
4.4.6 不同加速方式下叶轮内汽相体积分数分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
一、论文发表
二、专利申请
三、参与科研项目
本文编号：3820935
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3820935.html
