喷水推进器进口流道水动力性能分析

摘要

[目的]研究喷水推进器进口流道主参数对其性能的影响,为喷水推进器设计提供依据。[方法]基于STAR-CCM+商业软件,通过定常雷诺平均NS方程(RANS),数值模拟分析不同进速比(IVR)工况下喷水推进器进口流道轴线高度和进流角度对其水动力性能的影响,并根据国际拖曳水池会议(ITTC)的不确定度分析规程进行数值不确定度分析。采用六面体结构化网格对计算域进行离散,采用Realizable k-ε两层湍流模型对控制方程进行封闭,离散格式为二阶。压力-速度耦合计算选用压力耦合方程组的半隐式算法(SIMPLE)。[结果]结果显示,数值的不确定度小于4%,表明所采用的网格收敛性良好,数值结果可靠。[结论]研究表明,当IVR=0.7~1.1时,进口流道效率较高;对于IVR较大的工况,应减小进流角;对于IVR较小的工况,则应适当增加轴线高度,以改善出口流动的不均匀度。