本文關(guān)鍵詞：船用高速混流泵進(jìn)水流道優(yōu)化與推進(jìn)性能研究

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【摘要】：噴水推進(jìn)是不同于傳統(tǒng)螺旋槳推進(jìn)的推進(jìn)方式。噴水推進(jìn)裝置在高性能船舶上被廣泛的應(yīng)用，它具備靈活的操縱性，高效的推進(jìn)效率，抗空泡能力強(qiáng)，附體阻力小等優(yōu)點(diǎn)。 本文基于噴水推進(jìn)器模型，對(duì)進(jìn)水流道進(jìn)行多參數(shù)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)選，利用CFD軟件FLUENT對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)水流道進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)中的流場(chǎng)和推進(jìn)性能進(jìn)行計(jì)算。 本文完成了噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道多參數(shù)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化�；谕七M(jìn)器進(jìn)水流道，通過改變流道傾角、調(diào)整流道唇角半徑和形狀、改變背部斜坡的半徑、調(diào)整進(jìn)水口形狀四個(gè)方面對(duì)進(jìn)水流道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。調(diào)整流道的傾角α=20°，α=22°，α=24°，α=25°，α=26°，，α=28°，α=30°，α=32°，α=35°，9種流道傾角方案設(shè)計(jì)，對(duì)進(jìn)水流道的傾角進(jìn)行優(yōu)選；調(diào)整唇部的半徑和唇部的形狀對(duì)進(jìn)水流道的唇部進(jìn)行方案優(yōu)選，調(diào)整圓弧唇角和拋物線唇角的唇部半徑分別為0mm，1mm，3mm，10mm，20mm，30mm，40mm，50mm的15種唇角優(yōu)選方案，經(jīng)過數(shù)值模擬和結(jié)果分析，選擇最優(yōu)唇角半徑和唇部形狀；調(diào)整斜坡的半徑分別是800mm,900mm,950mm,1000mm,1050mm,1100mm,1200mm，7種方案設(shè)計(jì)對(duì)進(jìn)水流道的斜坡進(jìn)行方案優(yōu)選；調(diào)整流道的進(jìn)水口形狀，對(duì)流道的進(jìn)水口形狀進(jìn)行4種方案設(shè)計(jì)，優(yōu)選最佳進(jìn)水口形狀。各種方案確定后，建立三維實(shí)體模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，通過分析進(jìn)水流道的效率，流道出流口的加權(quán)平均角，出流均勻程度，速度云圖，壓力云圖，唇部駐點(diǎn)位置等優(yōu)選流動(dòng)性能優(yōu)越的進(jìn)水流道，保證進(jìn)水流道內(nèi)部的最小壓力大于空化的臨界值，從而優(yōu)選出流道出流均勻，流動(dòng)損失小的進(jìn)水流道。 本文完成了噴水推進(jìn)系統(tǒng)流場(chǎng)及推進(jìn)性能計(jì)算。對(duì)整體噴水推進(jìn)系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速n為3300r/min，3800r/min，4300r/min，5300r/min，5800r/min，6300r/min，不同航速vs為靜水中，10knot，20knot，25knot，30knot，35knot，40knot，45knot，13種工況下進(jìn)行數(shù)值模擬，分析葉片的壓力分布，推進(jìn)泵性能曲線，優(yōu)選推進(jìn)效率最優(yōu)工況點(diǎn)。 本文對(duì)噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道進(jìn)行方案優(yōu)選設(shè)計(jì)，優(yōu)選流動(dòng)性能優(yōu)越的進(jìn)水流道；對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)性能進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算及分析，建立噴水推進(jìn)系統(tǒng)性能分析模型為新型噴水推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了研發(fā)手段。
【關(guān)鍵詞】：噴水推進(jìn)器 混流泵 進(jìn)水流道 優(yōu)選方案設(shè)計(jì) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.34
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 研究的目的與意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向14-17
• 1.2.1 噴水推進(jìn)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用14-15
• 1.2.2 噴水推進(jìn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用15
• 1.2.3 理論研究15-16
• 1.2.4 CFD 技術(shù)應(yīng)用16-17
• 1.2.5 噴水推進(jìn)的發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)17
• 1.3 噴水推進(jìn)器簡(jiǎn)介17-22
• 1.3.1 推力17-19
• 1.3.2 噴水推進(jìn)器效率19
• 1.3.3 推進(jìn)泵的基本參數(shù)19-22
• 1.4 本文研究的內(nèi)容與方法22-23
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容22
• 1.4.2 研究方法22-23
• 第2章 CFD 基本理論和數(shù)值方法23-31
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)概述23-24
• 2.1.1 CFD 基本思想及應(yīng)用23-24
• 2.1.2 CFD 分析基本步驟24
• 2.2 CFD 基本模型24-29
• 2.2.1 控制方程24-26
• 2.2.2 湍流模型26-27
• 2.2.3 計(jì)算方法27
• 2.2.4 CFD 模型的離散27-28
• 2.2.5 離散方程的求解28-29
• 2.3 FINE/Marine 簡(jiǎn)介29-30
• 2.3.1 HEXPRESS 簡(jiǎn)介29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 船用噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道優(yōu)選方案設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬31-69
• 3.1 概述31
• 3.2 進(jìn)水流道參數(shù)化設(shè)計(jì)31-36
• 3.2.1 進(jìn)水流道設(shè)計(jì)要求33-34
• 3.2.2 進(jìn)水流道參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)選思路34-36
• 3.3 進(jìn)水流道參數(shù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選36-40
• 3.3.1 傾斜角36-37
• 3.3.2 唇角37-38
• 3.3.3 調(diào)整斜坡38
• 3.3.4 調(diào)整進(jìn)水口形狀38-39
• 3.3.5 邊界層對(duì)噴水推進(jìn)器的影響39
• 3.3.6 網(wǎng)格對(duì)噴水推進(jìn)器影響39-40
• 3.4 進(jìn)水流道評(píng)判要求40
• 3.5 噴水推進(jìn)器流場(chǎng)控制區(qū)域確定及網(wǎng)格劃分40-43
• 3.6 邊界條件設(shè)定43
• 3.7 計(jì)算工況43-44
• 3.8 數(shù)值模擬結(jié)果分析44-67
• 3.8.1 傾角對(duì)進(jìn)水流道的影響44-51
• 3.8.2 唇角對(duì)進(jìn)水流道的影響51-60
• 3.8.3 斜坡對(duì)進(jìn)水流道的影響60-63
• 3.8.4 進(jìn)水口形狀對(duì)進(jìn)水流道的影響63-66
• 3.8.5 空化程度的評(píng)判66-67
• 3.9 本章小結(jié)67-69
• 第4章 噴水推進(jìn)器數(shù)推進(jìn)性能數(shù)值模擬與分析69-81
• 4.1 概述69-70
• 4.2 噴水推進(jìn)泵的主要性能參數(shù)70-71
• 4.3 計(jì)算模型71-73
• 4.3.1 模型參數(shù)71-72
• 4.3.2 網(wǎng)格劃分72
• 4.3.3 邊界條件72-73
• 4.3.4 計(jì)算工況73
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析73-79
• 4.4.1 航速、轉(zhuǎn)速對(duì)噴水推進(jìn)泵的影響73-75
• 4.4.2 航速、轉(zhuǎn)速對(duì)葉片壓力面的靜壓分布的影響75-79
• 4.5 本章小結(jié)79-81
• 第5章 結(jié)論與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

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5 李忠華;噴水推進(jìn)系統(tǒng)在高速船上的應(yīng)用[J];世界海運(yùn);1997年05期

6 劉承江;王永生;丁江明;孫存樓;;現(xiàn)代噴水推進(jìn)裝置的演變[J];艦船科學(xué)技術(shù);2006年04期

7 魏應(yīng)三;王永生;丁江明;;噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道傾角與流動(dòng)性能關(guān)系研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年04期

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本文編號(hào)：1118110