為研究高速雙槳船螺旋槳空泡狀態(tài)下的脈動壓力特性,在深水拖曳水池中開展了螺旋槳敞水試驗,在大型循環(huán)水槽中使用完整船模開展了螺旋槳船后水動力性能、脈動壓力測量和空泡觀測試驗.試驗結(jié)果表明,脈動壓力的最大幅值隨螺旋槳轉(zhuǎn)速的增加而增大,不穩(wěn)定片空泡會導(dǎo)致脈動壓力高階分量增加;隨著空泡的發(fā)展,脈動壓力幅值最大位置逐漸向船體內(nèi)側(cè)移動,螺旋槳達到一定轉(zhuǎn)速后,其脈動壓力分布基本保持不變.采用剪切應(yīng)力輸運(SST)k-ω模型及流體體積(VOF)方法,建立了螺旋槳脈動壓力和空泡的計算流體動力學(xué)(CFD)數(shù)值計算方法,并通過計算與試驗結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn),該方法的計算結(jié)果在無空泡和高轉(zhuǎn)速工況下與試驗結(jié)果吻合較好.由于不能很好地對不穩(wěn)定片空泡進行模擬,在其出現(xiàn)時脈動壓力計算值偏大.計算值的衰減和試驗中兩槳的相位差導(dǎo)致靠近船體內(nèi)側(cè)的監(jiān)測點脈動壓力誤差較大.

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【部分圖文】：

圖3 壓力傳感器布置

圖2大型循環(huán)水槽1.2試驗內(nèi)容

圖1 試驗?zāi)Ｐ?br>
試驗對象為某高速雙槳船模型,如圖1所示,雙槳內(nèi)旋,附體包括球鼻艏、舭龍骨、減搖鰭、軸包套、軸支架與舵,船體模型用玻璃鋼制作,螺旋槳模型采用黃銅制作,主要參數(shù):水線長LW=6.762m,水線寬BW=0.672m,吃水深度T=0.219m,螺旋槳直徑D=208.57mm.試....

圖2 大型循環(huán)水槽

在模型艉部、左槳模正上方區(qū)域的船底表面埋置8個壓力傳感器,傳感器受壓面與模型表面齊平,傳感器之間的間距為0.1D,具體布置見圖3,其中傳感器2位于槳盤面中心的正上方.在左槳模的前上方固定1個小型水密CCD相機,用于觀察槳模葉背空泡情況.圖3壓力傳感器布置

圖4 脈動壓力前5階幅值

取各監(jiān)測點脈動壓力前5階幅值中的最大值作為監(jiān)測點脈動壓力最大幅值,其空間分布如圖5所示.從圖中看出,在槳模無空泡時,螺旋槳誘導(dǎo)的船體脈動壓力在測點5,即槳盤面正上方偏右處最大.隨著空泡的發(fā)展,幅值最大位置逐漸向船體內(nèi)側(cè)移動,空泡最多時在槳盤面的右后方區(qū)域的脈動壓力最大.槳模無空泡....

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