喷水推进器转速波动工况下瞬态特性研究

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。