噴水推進(jìn)器進(jìn)水管內(nèi)粘性流三維數(shù)值模擬.pdf

1、從1661年由英國(guó)人圖古德和海斯發(fā)明了噴水推進(jìn)技術(shù)裝置,至今已有354年,它的歷史和螺旋槳推進(jìn)裝置一樣悠久.但是由于一些技術(shù)不過(guò)關(guān),如低損失、無(wú)空化進(jìn)口管道系統(tǒng),高效率和大功能轉(zhuǎn)換能力的推進(jìn)泵,船、機(jī)、泵的有機(jī)配合,水動(dòng)力性能極佳的導(dǎo)航操縱裝置等技術(shù)沒(méi)得到解決,因此噴水推進(jìn)器的發(fā)展比較緩慢.本文的研究的目的是為研制低損失、無(wú)空化進(jìn)口管道系統(tǒng)而提供依據(jù)和建議.將現(xiàn)代信息技術(shù)融入傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的趨勢(shì).本文運(yùn)用CFD軟件——FLUEN

2、T對(duì)噴水推進(jìn)器進(jìn)水管進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,獲得了噴水推進(jìn)器進(jìn)水管內(nèi)許多重要流動(dòng)細(xì)節(jié)、規(guī)律及其性能參數(shù),并針對(duì)影響噴水推進(jìn)器進(jìn)水管系統(tǒng)效率的主要幾何參數(shù)、速比、邊界層流的攝入等因素進(jìn)行了對(duì)比模擬.本文從開(kāi)始探索如何建立模型,如何使用FLUENT軟件計(jì)算,以及對(duì)粘性流中的脈動(dòng)相如何處理到最后確定模擬方法,選擇兩個(gè)進(jìn)水管形狀進(jìn)行模擬,共計(jì)算了582個(gè)算例.通過(guò)和國(guó)內(nèi)外研究資料相比較,確定模擬方法正確的基礎(chǔ)上,挑選了其中64個(gè)算例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明.在對(duì)

3、這64個(gè)算例計(jì)算結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:1、速比是進(jìn)水管內(nèi)流場(chǎng)的主要影響因素,一般來(lái)說(shuō)當(dāng)速比在1.0附近時(shí),進(jìn)水管系統(tǒng)效率最好,因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使速比盡量小于1.0.2、葉輪前的流場(chǎng)比彎管處流場(chǎng)均勻.進(jìn)水管設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在葉輪前有一水平段.水平段越長(zhǎng),因二次流引起的流場(chǎng)不均勻性越可被削弱.3、斜坡坡角在不影響其它性能時(shí)越小越好,若能使斜坡始點(diǎn)與船底接觸處曲率梯度為零最好.為了避免激流的出現(xiàn),進(jìn)水管制造時(shí),應(yīng)盡量使曲率連續(xù).4