喷水推进器功率特性与航速相关性研究

通过对某船喷水推进系统的分析，研究了喷水推进嚣的功率特性(功率与转速的关系)与航速的关系．先由喷水推进动力学方程引出喷水推进器功率特性在喷水推进系统稳态特性和动态性能研究中的作用，然后分析了KaMeWa 71SⅡ喷水推进器的转速特性，将转速特性变换成力矩特性后，分析了该力矩特性，并将其与螺旋桨相应特性作了对比．根据转速特性获得的3个不同航速下的喷水推进器功率与转速的关系曲线，分析了航速对功率特性的影响，同时也将其与螺旋桨的相应特性曲线作了对比．研究所得出的结论是：喷水推进器的功率特性不是唯一的．装船之后它的功率特性受航速影响，但这个影响不像螺旋桨那么显著．据此推得，喷水推进系统在“船—泵—机”的匹配设计以及实际使用中，主机一般不会超负荷．     

叶片数对喷水推进器性能影响的计算流体动力学分析

分析和界定了喷水推进器数值计算所需流场控制体。联用结构化网格和非结构化网格对该流场区域进行离散。选择切应力输运(Shear stress transport,SST)二方程紊流模型,采用稳态多参考系方法进行数值计算。根据实船试航时泵转速和航速,计算"船—泵"匹配特性线上六个工况点对应的功率和推力,并与设计单位提供的精确设计值进行比较,在分析网格无关性的基础上检验了数值计算方法的可信性。在此基础上从三个方面分析和比较了该喷水推进器:叶轮叶片数从5叶变化到7叶时对Stodola滑移系数和喷水推进器外特性的影响;导叶体叶片数从9叶变化到13叶时对叶轮出口流体整流结果的影响以及由此引起的流体动力性能的改变;叶轮和导叶体15种不同叶片数匹配时在给定工况下各自对应的流体动力性能数据。结果表明,在给定运动参数工况下,随着叶轮叶片数增加,Stodola滑移系数增加,喷水推进泵扬程增加,产生的轴向推力和消耗的轴功率也增大,效率下降;导叶叶片数增加时,喷口出流的旋转作用减弱,11叶后再增加已无明显改进,导叶为10叶和11叶时喷水推进器性能较接近,对应扬程和推力均较12叶和13叶时大;叶轮为5叶时与9叶导叶组合使整体性能最佳,而6...     

高速滑行艇阻力性能RANS计算中网格影响因素

为了准确预报高速滑行艇的水动力与阻力特性,本文基于RANS方法和重叠网格技术针对某50 kn高速单体滑行艇的缩比船模阻力特性开展了数值计算研究。分析了网格类型、船体边界层网格分布、船体表面网格尺度、流场背景域网格加密等网格相关因素对艇底气水混合物分布、兴波形状、船体姿态以及船体阻力预报结果的影响,并与船模阻力试验结果进行了比较。通过研究认为:开展高速滑行艇的运动与阻力性能RANS预报时,网格因素对模拟高速滑行艇边界层流动、艇体周围湍流流动和兴波特性,以及预报艇底气水分布、艇体航行姿态与阻力性能具有显著影响。     

液力偶合器输入特性曲线变换及工程应用

研讨了液力偶合器输入特性曲线和其他5种形式特性曲线的变换方法和步骤,重点分析了这些特性曲线在舰船推进装置稳、动态特性研究和快速性计算中的各类应用。论述了开展本研究工作的目的,提出稳态、动态特性仿真法,快速性逆向计算法和快速性顺向计算法需要三种不同类型的特性曲线。由液力偶合器的输入特性,运用不同作图法,绘制出其他5种形式特性曲线。对归属为3种类型6种不同形式的特性曲线的工程应用和优缺点做了小结。     

混流式喷水推进器的性能试验与数值计算

为了综合检验SD-HGD266新型混流式喷水推进器的性能,进行了喷水推进器的台架性能试验、装船试航和数值计算.制作了实尺的喷水推进器样机进行台架性能试验,测量所得的3组数据集中性强.采用分块结构化网格离散数值模型计算域,选用SST湍流模型封闭雷诺平均的Navier-Stokes方程,采用SIMPLE算法对喷水推进器内流场进行数值模拟,计算得到的台架性能曲线与试验结果吻合较好.采用壁面积分法获取了装船喷水推进器的等转速推进特性曲线,通过与船阻力曲线叠加求交点进行航速预报,航速预报值与实船试航值最大偏差为2.68％.结果表明,该型喷水推进器达到了设计要求,数值计算可在喷水推进器的水力设计与性能分析中发挥重要作用,为喷水推进船最终达到预期航速奠定基础.     

混流式喷水推进泵三元设计及数值试验

为了快速、准确地设计出高质量喷水推进泵,采用三元反问题计算与正问题计算相互迭代的方法对某混流式喷水推进泵进行了设计.基于三元的方法对喷水推进泵叶轮进行设计,把叶轮内的三维流动分解为周向平均流动和周向脉动流动,周向平均流动方程直接由三维Euler方程作周向平均导出,周向脉动流动由Clebsch变换建立起控制方程;用置于叶片中心面上的涡来代替叶片对流场的作用,而叶片形状以满足流动边界条件迭代确定.用考虑流体粘性的雷诺时均方法(RANS)对所设计泵进行数值试验,计算结果表明:所设计泵在设计点效率达到90.5%,设计转速下喷泵NPSHr远小于设计指标,并且在较宽的流量范围内具有良好的水力性能,验证了设计方法的准确性和有效性.     

液力偶合器通用外特性的数学建模

先从舰船推进系统的稳、动态特性研究的需求分析,引出建立液力偶合器数学模型的必要性。从船舶动力装置原理的角度,叙述了液力偶合器用机理建模法推得的力矩外特性的一般解析式。运用液力偶合器制造厂家提供的试验曲线,根据机理建模原理用数值计算法确定外特性一般解析式在各特定条件下的各系数具体值。再运用人工神经网络方法,将液力偶合器力矩外特性从若干个线工况推广到整个工作范围都适用的面工况。最后对所用的液力偶合器外特性数学模型的多法并用的建模法进行了小结。     

用基于SST模型的DES方法数值模拟圆柱绕流

采用基于Menterk-ωSST两方程湍流模型的DES方法对粘性不可压缩流体的圆柱绕流问题进行数值模拟,通过对所得的速度场、压力场、阻力系数、升力系数、斯特罗哈数St等结果的分析及与文献上的实验和计算数据的比较,说明DES方法对于低雷诺数及高亚临界雷诺数的圆柱湍流流动是合理的。     

混流式喷水推进泵水力设计和性能预报

基于Matlab-Simulink平台开发了一套混流式喷水推进泵参数化水力设计程序,能快速优质完成混流式喷水推进泵设计时轴面投影图绘制、过流面积检查、流网绘制和逐点积分法叶片绘型等环节.采用CFD技术,通过几何建模、网格划分、边界初始和数值计算等步骤实现了对所设计混流式喷水推进泵的扬程、功率、效率和抗汽蚀性能的快速预报...     

晨鸣集团获评“山东省节水型企业”

近日,晨鸣集团被评为“山东省节水型企业”,成为山东省首家获此殊荣的造纸企业。同时,公司因节水成绩突出,具有较高推广应用价值,被评定为优秀等次。