导管长度对泵喷推进器水动力性能的影响研究

摘要

与常规螺旋桨相比,泵喷推进器有着优秀的推进效率,世界各个海军强国逐渐增加对泵喷推进器研究的重视.本文对泵喷推进器的水动力性能进行研究,根据推进器结构特点,采用旋转周期对称网格和分块结构化网格相结合的网格划分方式,建立适用于大涡模拟方法的计算模型,结合滑移网格计算推进器的非定常水动力性能.通过与参考文献结果的对比,验证本文计算方法的可靠性.基于以上研究工作,计算了泵喷推进器不同部分对水动力性能的贡献程度,观察推进器尾涡强度变化和转子导管间的梢隙流动,对不同导管参数下推进器的受力、压力脉动和流场分布进行分析.研究结果显示,泵喷推进器工作时产生了复杂的涡量场,其中叶梢梢涡附着在导管内壁,形成了较强的导管尾涡.结合推进器不同部分的受力分析可知,导管对推进器水动力性能影响要大于定子.另外,随着导管长度的增加,导管对推进器内部流场的影响增强,使推进器效率下降,因此在设计允许的范围内,减少导管长度有利于提高推进性能.