噴水推進(jìn)泵流場(chǎng)數(shù)值模擬分析.pdf

1、噴水推進(jìn)是一種特殊的推進(jìn)方式,已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在高性能艦船上。噴水推進(jìn)泵作為噴水推進(jìn)系統(tǒng)的主體,與普通水泵相比,在過流能力、泵效率、抗汽蝕性能及結(jié)構(gòu)等方面都有更高的要求。因此,設(shè)計(jì)出大流量、高效率及抗汽蝕性能好的噴水推進(jìn)泵是目前迫切需要解決的問題。
　　 本文基于兩類相對(duì)流面理論,在給定泵軸面流道形狀的基礎(chǔ)上、以速度矩分布和葉片厚度分布為已知條件,應(yīng)用奇點(diǎn)分布法對(duì)噴水推進(jìn)泵進(jìn)行準(zhǔn)三維反問題優(yōu)化設(shè)計(jì),并通過Fortran語言編程來

2、實(shí)現(xiàn)這一過程。
　　 完成對(duì)噴水推進(jìn)泵的三維建模,并應(yīng)用計(jì)算流體軟件Fluent對(duì)其進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果預(yù)估泵的揚(yáng)程、效率、軸功率等外特性,并通過分析泵內(nèi)部壓力分布、速度矢量分布等掌握泵內(nèi)流動(dòng)情況,預(yù)測(cè)易汽蝕區(qū)域。
　　 本文在反問題設(shè)計(jì)過程中,對(duì)葉片的設(shè)計(jì)嘗試了多種方案,包括改變沿軸面流線的速度矩分布方式、葉片進(jìn)口液流角、葉片厚度最大位置等。通過數(shù)值模擬計(jì)算,分析這些方案的優(yōu)劣,最終確定出滿足設(shè)計(jì)要求

3、的葉型。結(jié)果表明:(1)控制葉片的速度矩分布,能有效控制葉片的負(fù)荷分布,從而在一定程度上保證泵的抗汽蝕性能。(2)葉片進(jìn)口液流角的不同對(duì)泵的性能影響很大,根據(jù)設(shè)計(jì)工況點(diǎn),選擇合適的液流角,在保證效率的同時(shí)可有好的抗汽蝕性。(3)通過計(jì)算可知,葉片最大厚度位置的不同對(duì)于泵的抗汽蝕性有一定的影響。將最大厚度位置適量后移,有利于提高泵的抗汽蝕性能。(4)葉片進(jìn)口邊位置的不同對(duì)泵的結(jié)構(gòu)及性能也有很大的改變。不同方案的對(duì)比計(jì)算為泵的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了