摘要：为提高喷水推进器进水流道的流动性能,在给定进水流道出口直径D、流道高度H和流道总长度L等条件下,针对目标变量流道效率η、出口速度加权平均角θ和出口速度不均匀系数ξ,基于响应面方法对倾斜角α和过渡段半径RT进行优化设计。采用中心复合设计法和拉丁超立方法生成35组样本点,建立目标变量随设计变量变化的响应面模型,进行局部敏感性和全局敏感性分析,发现倾斜角α对不同目标变量的影响程度均高于过渡段半径RT.采用多目标遗传算法对η、θ和ξ进行优化分析,得到满足条件的Pareto解。研究结果表明:优化之后,η从91.2%提高至94.1%,θ从82.5°提高至87.1°,ξ从0.152降低至0.068.

摘要：喷水推进舰艇因具备快速性和高机动性等特点而备受国内外研究人员的关注,本文以T-CRAFT登陆模型艇为研究对象,在RANS计算框架下采用VOF方法和SST k-ω湍流模型对喷水推进舰艇的自航运动进行了数值计算研究,通过与静水阻力及单独喷泵试验结果进行对比,验证了该数值计算方法具有较高的计算精度。同时,开展了设计航速下“艇泵一体”的数值模拟,分析了喷水推进舰艇在设计航速下不同时刻波形云图及流场演化过程,对比分析了艇拖曳和自航下的阻力与姿态变化。研究结果表明:艇尾兴波左右两侧对称均匀,相比拖曳艇体自航阻力增加,纵倾角增加,吃水增加,艇体流线和喷口处流线整体均匀,在转子处存在微小漩涡;水流从转子入口流至喷口速度不均匀系数降低86%,在喷口处呈现较均匀状态,从叶片进口边到叶片出口边,叶片载荷先增大后减小。进一步分析表明,中间流线相对位置0.6~0.8处载荷较大,说明相比前半段叶片,后半段做功能力更强。

摘要：为提高水陆两栖车水上航行时的操纵性与稳定性,提出一种新型矢量喷口装置。喷口装置有俯仰与旋转两个运动自由度,可以控制喷水推进器喷射水流的方向,生成方向可控的三维矢量推力。根据水陆两栖车喷水推进理论,完成满足某型轮式两栖车航行动力需求与平台约束的喷水泵基本参数设计。依据计算的水泵出口直径完成与喷水泵一体化的矢量喷口结构与控制方案设计。对设计的矢量喷水推进器,利用Fluent软件计算其在不同航速、转速、俯仰角和旋转角下的推力矢量。对比分析了非矢量推进两栖车、单矢量推进两栖车和双矢量推进两栖车的操纵机理。分析矢量推进器对两栖车耐波性的影响,建立了两栖车耐波性动力学方程与矢量推进器横纵摇力矩方程,进而提出矢量推进两栖车横纵摇稳定控制策略。仿真结果表明:总推力随着俯仰角度变化较小,轴向推力随着俯仰角度增大而减小,俯仰推力(偏航推力)随着俯仰角度增大而增大。对比分析发现相比于非矢量推进两栖车,矢量推进两栖车在横向平移、斜向平移、原地转向以及推进器效率方面具有明显优势。设计的矢量喷水推进器产生的推力不仅可以为水陆两栖车提供纵向驱动力,还可以产生横向力、横摆以及纵倾力矩,为提高未来无人两栖平台航行的操纵性与稳定性提供新方案。

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。

摘要：为提高高速水陆两栖车的航行稳定性,降低两栖车遭遇波浪时的纵倾幅度,区别于多推进器构型策略,设计具备航向保持和姿态调整功能的单矢量喷水推进器系统应用于模型两栖车。基于多参考系的动参考系方法处理旋转流域,采用SST k-ω模型计算矢量喷水推进器的输出推力。结合CFD计算的推力结果,联合Vortex仿真计算装配有矢量喷水推进器的两栖车的航行特性。通过开展拖拽水池两栖车强制自航减摇试验和自由自航航向保持试验,验证矢量喷水推进器的功能。仿真和试验结果表明:矢量喷水推进器在一定程度上抑制两栖车在航行时遭遇纵波时的纵摇幅度,两次减摇试验车体纵倾角标准差分别降低38%、23%;同时矢量喷水推进器可使两栖车在水上航行时保持航向稳定,航向保持试验中车体横向位移小于0.6 m。

摘要：为研究喷水推进器转速波动工况下的瞬态特性,采用六面体网格对喷水推进器内部流场进行结构化网格划分,基于RANS方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对转速以正弦函数波动的喷水推进器进行数值模拟。通过对喷水推进泵的试验数据验证显示,数值结果和试验数据吻合良好。研究结果表明:在转速波动过程中,扬程变化与转速变化的跟随性较好,流量变化完全滞后于转速变化;在相同转速时,加速过程和减速过程具有明显差异,相对于加速过程,减速过程中进水流道的压力更低,叶片前缘的空穴面积更大,并且准稳态流场无法精确描述瞬态过程的流场特征;无量纲空穴面积的变化滞后于转速变化,当瞬时转速高于设计转速时,无量纲空穴面积迅速增大,最大值可达8.02%,当瞬时转速低于设计转速时,无量纲空穴面积低于1%,抗空泡性能良好。

摘要：为提高油雾探测器的测量准确性和可靠性,防止油雾颗粒附着在测量室内发生源或接收源壁面上,在原型测量室的基础上,基于CFD-DPM方法提出两种改型设计方案,使用多面体网格离散计算域,建立测量室内部空气-油雾颗粒双向耦合计算模型,计算结果表明,原型测量室有大量油雾颗粒附着在发生源和接收源壁面,两方案测量室附着的油雾颗粒情况不同,对原型和基本无油雾颗粒附着的方案二测量室进行防污试验,结果表明,当抽光油雾时,原型测量室油雾质量浓度读数无法回零,而方案二测量室的油雾质量浓度读数回零,证明方案二测量室可有效避免油雾颗粒附着在发生源和接收源壁面上,提升油雾探测器测量精度。

摘要：提出了一种新的前馈神经网络(N-FNN)复值盲均衡算法。新算法改变了传统均衡技术大量发送训练序列而降低系统传输的有效信息率,有效地消除码间干扰,提高了通信质量。笔者设计出新的传递函数和代价函数,利用最陡梯度下降法推导出输出层和隐层单元权值的迭代公式。通过对QAM信号进行计算机仿真,笔者提出的新算法与同类算法相比,具有均方误差收敛速度加快、误码率降低。