轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性

作     者：张富毅 鲁航 陈泰然 吴钦 黄彪 王国玉 ZHANG Fuyi;LU Hang;CHEN Tairan;WU Qin;HUANG Biao;WANG Guoyu

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国船舶集团有限公司第711研究所上海200090 

基　　金：国家自然科学基金项目(51839001、51679005) 装备预先研究重点实验室基金项目(6142203190202) 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2021年第42卷第8期

页      码：1592-1603页

摘      要：为分析轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性和自吸性能,提高启动过程轴流式喷水推进器的推进性能,开展了推进器启动过程的数值计算研究。在雷诺时均Navier-Stokes方程框架下采用SST k-ω湍流模型、Zwart空化模型和Free Surface模型对轴流式喷水推进器的启动过程进行数值计算,分析启动时间和水线高度对喷水推进器启动过程的瞬态特性影响;基于推进泵的试验数据对稳态数值计算方法进行验证,数值结果与试验数据吻合良好。研究结果表明:喷水推进器启动过程存在明显的瞬态特性,流量、扬程都迟滞于转速到达稳定状态,并且启动时间越短,滞后程度越严重;当转速达到0.6倍设计转速时,叶片前缘吸力面开始发生空化,无量纲空穴面积随着转速的增加而增加;在达到相同转速时,启动时间越长,无量纲空穴面积越小,叶片做功能力越强;以泵轴中心线为零基准线,当水线高度大于等于0.15倍叶轮直径时,喷水推进器可以在较短时间内将内部气体完全排出,水线高度越小,扬程和流量滞后越严重。

主 题 词：喷水推进器 启动过程 瞬态特性 空化流动 自吸性能 

学科分类：08[工学] 082402[082402] 0826[工学-生物医学工程类] 0802[工学-机械学] 0824[工学-林业工程类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.003

馆 藏 号：203104988...