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弹性螺旋桨结构变形对激励力特性的影响
1
作者 陈蔚然 蔡昊鹏 +3 位作者 吴浩 卜延鹏 曹琳琳 吴大转 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期179-190,共12页
为了探究弹性螺旋桨在航行体复杂伴流场中的结构变形规律及其对激励力的影响机理,采用计算流体力学/有限元流固耦合方法开展航行体-螺旋桨组合模型的数值模拟.根据由谐调分析得到的均匀与非均匀水下伴流场特性,分析不同伴流场中弹性螺... 为了探究弹性螺旋桨在航行体复杂伴流场中的结构变形规律及其对激励力的影响机理,采用计算流体力学/有限元流固耦合方法开展航行体-螺旋桨组合模型的数值模拟.根据由谐调分析得到的均匀与非均匀水下伴流场特性,分析不同伴流场中弹性螺旋桨的稳态变形与动态变形规律.对比刚性与弹性螺旋桨的激励力时均值与脉动幅值的差异,分析结构变形对激励力产生影响的内在机理.研究结果表明,弹性螺旋桨的稳态变形主要由伴流场中的时均载荷驱动,螺距角增大导致轴向力时均值提升了9.5%;动态变形主要由非均匀伴流场中的脉动载荷驱动,能够缓冲来流激励并自适应调节,从而显著抑制螺旋桨轴向激励力叶频处的脉动幅值,降幅达到86.1%.研究揭示了弹性螺旋桨结构变形对激励力的调控机制,为船舶推进系统的应用和激励力控制提供了理论依据. 展开更多
关键词 弹性螺旋桨 流固耦合 伴流场 结构变形 激励力
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喷管掺气对螺旋混流式推进泵推进性能的影响 被引量：1
2
作者 韩伟 贺春沛 +2 位作者 李仁年 徐梓添 张钰昆 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1793-1800,共8页
为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型... 为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型与原始模型内流场。结果表明:螺旋混流泵加入气体射流后可以大幅增加推力,但会降低系统效率;在其他掺气参数不变的情况下,推力与掺气长度、掺气量成正相关,与掺气深度成负相关;以推力为目标进行优化,相比不掺气模型推力提升了1.75倍;以推力和效率为目标进行多目标优化,推力相比不掺气模型提升了1.61倍,效率相较于只优化推力时提升了2.9%;掺气后液体流道面积减小,喷管进出口压差变大,流速增加导致推力增大。 展开更多
关键词 螺旋混流泵 气体射流 推进性能 响应面分析 多目标规划 内流场 涡特性 Ω准则
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基于仿生锯齿结构的喷水推进泵流噪声特性研究 被引量：1
3
作者 叶曦 王献忠 +3 位作者 徐龙龙 黄为北 王维伟 何俊泽 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期66-73,共8页
以轴流式喷水推进泵作为研究对象,基于仿生原理对喷水推进泵叶轮叶片进行仿生降噪设计,并通过计算流体力学/计算气动声学混合计算方法对仿生设计前、后的喷水推进泵水动力和流噪声进行数值计算,对结果进行分析对比发现:叶轮尾缘仿生泵... 以轴流式喷水推进泵作为研究对象,基于仿生原理对喷水推进泵叶轮叶片进行仿生降噪设计,并通过计算流体力学/计算气动声学混合计算方法对仿生设计前、后的喷水推进泵水动力和流噪声进行数值计算,对结果进行分析对比发现:叶轮尾缘仿生泵的效率虽低于原型泵,但却具有较好的降噪效果,最多降低泵在25~4000 Hz内的流噪声总声压级为4.96 dB;最后,对原喷水推进泵和仿生泵的水动力和流噪声进行了试验测量,仿生泵在10~4000 Hz内试验流噪声总声压级比原型泵小3.84 dB,验证了仿生设计对喷水推进泵的实际降噪效果。 展开更多
关键词 喷水推进泵 流噪声 仿生降噪设计
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基于SBD的底板式全向喷水推进器水动力性能优化研究 被引量：1
4
作者 张建华 丁江明 赵辉 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第4期800-805,共6页
文中基于SBD方法开展了水动力性能优化研究.对底板式全向喷水推进器叶轮和定子的叶片数组合方式进行了优选.在此基础上,以轴功率为约束条件,以推力功率比T/P为优化目标,对推进器流道进行了优化设计.结果表明:叶轮与定子的叶片数组合方式... 文中基于SBD方法开展了水动力性能优化研究.对底板式全向喷水推进器叶轮和定子的叶片数组合方式进行了优选.在此基础上,以轴功率为约束条件,以推力功率比T/P为优化目标,对推进器流道进行了优化设计.结果表明:叶轮与定子的叶片数组合方式对T/P和泵效率有明显的影响,但泵效率高的组合,其T/P值不一定最优,T/P值还受导叶的影响.推进器经过优选与优化,在设计工况条件下,轴功率满足设计要求时,推力相比于原来提高了7.83%,T/P相比于原来提高了6.29%. 展开更多
关键词 船舶 全向喷水推进器 水动力性能 优化设计 CFD
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应用射流旋涡发生器抑制喷水推进器进流畸变和压力脉动
5
作者 陈榴 马向前 +1 位作者 高蒙泽 戴韧 《热能动力工程》 北大核心 2025年第9期38-47,共10页
针对某型喷水推进器的进水流道的斜背区域,设计了双孔射流旋涡发生器(VGJ),以抑制低进速比(IVR≤0.7)工况下边界层流动分离。采用SST k-ω湍流模型对不同进速比下的喷水推进泵内部流动进行数值模拟,对比分析了VGJ控制推进泵进流的畸变... 针对某型喷水推进器的进水流道的斜背区域,设计了双孔射流旋涡发生器(VGJ),以抑制低进速比(IVR≤0.7)工况下边界层流动分离。采用SST k-ω湍流模型对不同进速比下的喷水推进泵内部流动进行数值模拟,对比分析了VGJ控制推进泵进流的畸变程度以及对泵内压力脉动频谱特性的影响。结果表明:在IVR=0.5工况下,VGJ显著降低了进水流道的出流畸变,使喷水推进器推力和推进效率分别提升了22.61%和21.88%;进流畸变引发的轴频压力脉动幅值比叶频脉动高90%,且导叶内压力脉动幅值沿叶轮周向呈现方向性分布,经VGJ控制后,压力脉动幅值下降了1/3;VGJ可有效抑制推进泵进流畸变,改善推进泵水力性能,降低泵内流体的压力脉动,表明该技术在喷水推进器的减振降噪方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 进流畸变 喷水推进泵 射流旋涡发生器 主动流动控制 压力脉动
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喷水推进装置液压系统故障建模及仿真分析
6
作者 李刚强 杨斌 +3 位作者 刘霞勇 耿皓 南林佳 王华伟 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期76-82,共7页
针对喷水推进装置液压系统故障复杂且难以有效诊断的问题,采用AMESIM软件建立喷水推进装置液压系统故障模型,对喷水推进装置液压系统主要故障进行分析。选取液压系统典型故障操舵缸内泄漏、外泄漏,操舵阀卡滞、内泄漏,泵泄漏,管路泄漏... 针对喷水推进装置液压系统故障复杂且难以有效诊断的问题,采用AMESIM软件建立喷水推进装置液压系统故障模型,对喷水推进装置液压系统主要故障进行分析。选取液压系统典型故障操舵缸内泄漏、外泄漏,操舵阀卡滞、内泄漏,泵泄漏,管路泄漏作为研究对象,建立液压系统故障注入模型并仿真运行各模型得出故障状态下系统参数。结果表明:所提出方法能够准确快速构建喷水推进装置液压系统故障仿真模型。通过分析各故障特征,明确不同故障对喷水推进装置液压系统性能的影响规律及特征参数,可为喷水推进装置液压系统故障诊断提供依据。 展开更多
关键词 喷水推进装置 液压系统 故障 模型 仿真
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变工况下喷泵故障的集成深度迁移诊断方法
7
作者 李刚强 耿皓 +2 位作者 谢福起 徐昌健 徐增丙 《船舶》 2025年第2期103-111,共9页
该文针对变工况下喷泵故障诊断难题,提出了基于软投票表决的集成深度迁移故障诊断方法。首先将源域和少量目标域数据样本经快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)后再进行归一化,分别输入基于相关性对齐(correlation alignment,CO... 该文针对变工况下喷泵故障诊断难题,提出了基于软投票表决的集成深度迁移故障诊断方法。首先将源域和少量目标域数据样本经快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)后再进行归一化,分别输入基于相关性对齐(correlation alignment,CORAL)法的深度迁移度量学习模型、基于最大平均偏差(maximum mean discrepancy,MMD)法的深度迁移度量学习模型和基于迁移成分的深度信念网络等3个深度迁移诊断模型进行训练,并分别对目标域测试样本进行诊断分析;然后结合软投票表决法建立集成深度迁移诊断模型,进而获取最终诊断结果。通过对变工况下喷泵3种不同故障类型的诊断分析,表明该文提出的集成深度迁移诊断模型不仅可有效解决变工况下的喷泵故障高精度诊断难题,而且诊断精度也优于单个深度迁移故障诊断模型。 展开更多
关键词 喷泵 变工况 深度迁移 集成深度迁移 故障诊断
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无轴泵喷推进器内流致噪声仿真计算 被引量：1
8
作者 刘厚林 郭成宇 +2 位作者 吴贤芳 谈明高 赵杨 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页
基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声... 基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声压级幅值沿流向先下降后上升再下降,沿径向先上升后下降,并存在叶频及其倍频的谐频;大流量下,其沿流向下降,沿径向先下降后上升,未见叶频或其倍频的谐频分布.出口段靠近叶轮区域的主频处声压级幅值随流量增加上升,而远离该区域则先上升后下降;轴线附近区域的噪声逐渐增强.总声压级随流量增加而上升;流向上,总声压级逐渐降低,且在大流量下噪声衰减速度更为缓慢;径向上,总声压级最高值随着径向区域所在的流向距离增加而逐渐靠近轴线.影响不同流量下无轴泵喷推进器噪声分布的主要因素是出口段靠近叶轮区域的速度梯度和2个旋涡的大小和位置. 展开更多
关键词 无轴泵喷推进器 Lighthill声比拟理论 流致噪声 数值模拟
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浸没式喷水推进系统水动力特性分析 被引量：1
9
作者 张恒 汲国瑞 +1 位作者 邱继涛 蔡佑林 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期53-62,共10页
浸没式喷水推进是常规艉板式喷水推进的一种衍变型式,其流道与船体高度耦合,船泵耦合流场更复杂。针对浸没式喷水推进技术发展需求,首次构建浸没式喷水推进控制体与力学模型,并开展其与常规艉板式的差别分析。然后针对同一型船、同一型... 浸没式喷水推进是常规艉板式喷水推进的一种衍变型式,其流道与船体高度耦合,船泵耦合流场更复杂。针对浸没式喷水推进技术发展需求,首次构建浸没式喷水推进控制体与力学模型,并开展其与常规艉板式的差别分析。然后针对同一型船、同一型推进泵,在设计航速点开展两种推进形式的船泵一体化多自由度运动数值计算分析。对比结果表明:浸没式喷水推进获流区面积更大,流道效率更高,对船体姿态影响小,浸没式喷水推进推力减额分数较大且为正值。 展开更多
关键词 浸没式喷水推进 推力减额 进口流道 CFD
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间隙动态变化下泵喷推进器非定常力数值分析
10
作者 李辉耀 何景异 +3 位作者 赵威 饶志强 张振果 华宏星 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期70-79,共10页
[目的]旨在研究转子间隙动态变化对泵喷推进器非定常力的影响。[方法]采用重叠网格,构建SUBOFF潜艇带泵喷推进器的数值计算模型,并结合SSTk-ω湍流模型,针对转子垂向振动的频率靠近转子叶频的工况进行数值计算。[结果]结果显示,间隙的... [目的]旨在研究转子间隙动态变化对泵喷推进器非定常力的影响。[方法]采用重叠网格,构建SUBOFF潜艇带泵喷推进器的数值计算模型,并结合SSTk-ω湍流模型,针对转子垂向振动的频率靠近转子叶频的工况进行数值计算。[结果]结果显示,间隙的动态变化引起了转子和导管三向激励力频率和幅值的显著变化,且转子和导管的垂向激励力在三向激励力中占优;而转子和导管表面的脉动激励会在新的分支频率处出现峰值。[结论]由柔性隔振系统导致的转子间隙动态变化对泵喷推进器的激励源特性有重要影响,所做研究对柔性隔振系统与泵喷推进器之间的匹配设计具有指导意义。 展开更多
关键词 船舶推进 泵喷推进器 柔性隔振 间隙流动 非定常力 重叠网格
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基于POD和PSO-RBFNN的泵喷推进器尾部流场快速预测方法
11
作者 郭荣 罗鑫 +1 位作者 韩伟 李仁年 《振动与冲击》 北大核心 2025年第22期9-18,共10页
针对航行条件下泵喷推进器尾部流场预测计算规模大、分析耗时且成本高的问题,基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和经过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法改进的径向基神经网络(radial basis functi... 针对航行条件下泵喷推进器尾部流场预测计算规模大、分析耗时且成本高的问题,基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和经过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法改进的径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)方法构建快速预测模型(PSO-RBFNN)。采用中心复合设计(central composite design,CCD)方法对几何参数设计空间随机抽样,然后利用POD方法将高维流场数据映射到低维基模态空间,使用PSO-RBFNN建立几何参数到基模态系数的多层神经网络模型,实现尾部流场的快速预测。结果表明:经PSO优化的RBFNN模型具有更加优异的回归性能,构建的POD和PSO-RBFNN相结合混合模型可以实现泵喷推进器尾部流场分布特征快速准确预测,相对误差在8.0%以内;轴心速度呈现出先增后减并逐渐衰减为0的过程,POD&PSO-RBFNN混合模型能够准确预测这一动态特征。 展开更多
关键词 泵喷推进器 尾部喷流 本征正交分解(POD) 粒子群优化(PSO)算法 径向基神经网络(RBFNN)
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水下推进器转子叶片数与伴流场的匹配关系研究
12
作者 陈鹏磊 梁宁 +4 位作者 丁永乐 张坚伟 李健 曹琳琳 吴大转 《推进技术》 北大核心 2025年第2期89-102,共14页
为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系,以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象,采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散,采用RANS计算方法及SS... 为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系,以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象,采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散,采用RANS计算方法及SST k-ω湍流模型计算了推进器的激振力。借助谐调分析方法得到了航行体的伴流场特性,并结合推进器瞬时流场的分布特性,分析推进器激振力和伴流场的内在联系。结果显示:使用八个附体的航行体其伴流场以4,8,12为主要周期。当推进器转子叶片数为4a±1(a为任意正整数)时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值较大;当推进器转子叶片数为4a+2时,转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值明显降低,但转子轴向激振力幅值会有所增大,且脉动峰值出现在二倍叶频处。随着转子叶片数的增加,推进器转子和导管的激振力幅值逐渐减小。研究发现,对于后置定子泵喷推进器而言,转子叶片数应避开谐调分量较大的阶数,且转子叶片数与伴流场的匹配关系会影响转子和定子的脉动幅值及峰值出现的位置。同时,增加转子叶片数可以有效地降低推进器转子和导管的激振力脉动幅值。 展开更多
关键词 水下推进器 转子叶片数 激振力 谐调分析 后置定子
原文传递
水深对喷水推进器内部流场的影响
13
作者 杨茜 冯榆坤 +1 位作者 陈作钢 张岩 《船舶工程》 北大核心 2025年第2期63-72,共10页
[目的]为探究水深对喷水推进器内部流场的影响,[方法]以WJPLAB-2018型喷水推进泵为例,对其敞水性能进行数值模拟,并将所得结果与试验结果进行对比,验证所采用数值模拟方法的有效性。基于建立的数值模拟方法对不同浅水工况下喷水推进器... [目的]为探究水深对喷水推进器内部流场的影响,[方法]以WJPLAB-2018型喷水推进泵为例,对其敞水性能进行数值模拟,并将所得结果与试验结果进行对比,验证所采用数值模拟方法的有效性。基于建立的数值模拟方法对不同浅水工况下喷水推进器的水动力特性、进水流道内的流动细节和叶片的压力分布进行分析。[结果]结果表明:随着水深的减小,进水流道内的流动分离现象增强,诱导出的涡旋尺度增大,从而对进流质量产生影响。特别是在极浅水工况下,连续涡旋的存在会显著加剧流道出口流体流动的不均匀性,导致叶片所受压力下降且分布不均,进而影响推进泵的推进效率和内流稳定性。[结论]研究成果可为浅水海域喷水推进船舶的安全航行提供参考。 展开更多
关键词 喷水推进 水深 非均匀进流 数值模拟
原文传递
复合材料转子泵喷推进器的结构响应及流噪声特性研究
14
作者 卢博 宋博扬 +3 位作者 黄桥高 李晗 何幸 郑思洁 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期150-159,共10页
[目的]复合材料具有重量轻、耐腐蚀性强、高阻尼比高等优点,为提高水下航行器的综合性能,开展复合材料转子泵喷推进器的特性研究。[方法]首先,结合计算流体力学(CFD)与有限元法(FEM),建立复合材料转子泵喷推进器的双向流固耦合数值方法... [目的]复合材料具有重量轻、耐腐蚀性强、高阻尼比高等优点,为提高水下航行器的综合性能,开展复合材料转子泵喷推进器的特性研究。[方法]首先,结合计算流体力学(CFD)与有限元法(FEM),建立复合材料转子泵喷推进器的双向流固耦合数值方法和基于FW-H方程的流噪声预报方法;然后,针对不同工况,分析复合材料转子泵喷推进器的敞水性能、结构响应以及流噪声特性。[结果]结果表明:随着进速系数的增加,复合材料泵喷推进器的转子结构变形、应力应变均有所减小,而流噪声总声压级则先减小后增加,且在J=0.8时的最低值为87.60dB。与传统铝合金泵喷推进器相比,模型尺度下复合材料泵喷推进器的转子结构变形很小,未引起其水动力性能的明显变化;复合材料泵喷推进器的流噪声在特定频率时出现了小幅下降,同时噪声总声压级也有所下降。[结论]研究成果可为泵喷推进器的减重设计、降噪设计等综合性能优化提供理论依据。 展开更多
关键词 泵喷推进器 复合材料 敞水性能 结构响应 流噪声 计算流体力学 流固耦合
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泵喷定子襟翼作动抑制转子非定常力试验研究
15
作者 汤王豪 许俊杰 黄修长 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期69-79,共11页
[目的]泵喷转子非定常力的水平直接影响艇体的振动与噪声水平,为此,采用主动流动控制实现对转子非定常力的抑制。[方法]将主动作动襟翼引入泵喷定子结构,利用襟翼作动产生二次流并与内流耦合来调控定-转子干扰流动,进而抑制转子非定常... [目的]泵喷转子非定常力的水平直接影响艇体的振动与噪声水平,为此,采用主动流动控制实现对转子非定常力的抑制。[方法]将主动作动襟翼引入泵喷定子结构,利用襟翼作动产生二次流并与内流耦合来调控定-转子干扰流动,进而抑制转子非定常力。设计一种带有主动作动定子襟翼的泵喷推进器,在大型循环水槽中对具有前置定子襟翼的SUBOFF全附体艇后泵喷推进器开展转子纵向非定常力控制试验,并针对控制参数的作用规律和控制效果进行分析。[结果]试验结果显示,在6,8,10kn自航工况下,襟翼作动对叶频的控制使转子非定常力在转子叶频处下降了至少16dB;在6kn自航工况下,襟翼作动对轴频或二阶叶频的控制效果也不低于7dB;最优相位和最优摆动幅值的变化规律与数值预报结果吻合。[结论]研究表明,定子襟翼作动能够显著抑制转子非定常力频谱中的特征线谱,可为泵喷非定常力的线谱控制提供一种新的流动控制方法。 展开更多
关键词 泵喷 非定常力 襟翼作动 循环水槽 流动控制
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非稳态平行射流推力耦合特性研究
16
作者 贺小峰 黄贺文 刘俊宇 《流体机械》 北大核心 2025年第7期53-60,共8页
为了研究非稳态平行射流推力耦合特性规律,建立了数值仿真模型,考察了射流速度函数、中心轴距和时间相位差对推力耦合特性的影响,并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明,在中心轴距为1.5D(D为喷嘴直径)下,双喷嘴与单喷嘴射流的平均... 为了研究非稳态平行射流推力耦合特性规律,建立了数值仿真模型,考察了射流速度函数、中心轴距和时间相位差对推力耦合特性的影响,并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明,在中心轴距为1.5D(D为喷嘴直径)下,双喷嘴与单喷嘴射流的平均推力比值K随时间相位差增大而增大(一个射流周期内),最大推力损失达到8.53%;在较大时间相位差时出现K>1,即耦合推力呈现增强效应;最大推力增强仅为0.42%,单纯依靠涡环间的相互诱导作用产生的推力增强效应很微弱;当中心轴距为2.5D和2.0D时,平均推力比值K随时间相位差增大则呈现出先减后增的规律,其范围分别为0.9945~0.9973和0.9866~0.9975。研究成果可为水下非稳态推进器的设计提供参考,尤其在推力增强方面的新发现,为水下高效推进器的设计提供新思路。 展开更多
关键词 非稳态射流 平行射流 推力耦合 推力增强
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喷水推进器气液两相起航过程瞬态流动特性
17
作者 范煜 潘中永 陈嘉豪 《船舶工程》 北大核心 2025年第9期78-86,共9页
[目的]为了研究喷水推进器在未完全浸没状态下起航过程中的气液两相流动特性,[方法]基于Free Surface两相流模型,对喷水推进器气液两相起航过程进行数值模拟。[结果]研究结果表明:在起航过程中,喷水推进器内排气速率先快后慢,起航初期... [目的]为了研究喷水推进器在未完全浸没状态下起航过程中的气液两相流动特性,[方法]基于Free Surface两相流模型,对喷水推进器气液两相起航过程进行数值模拟。[结果]研究结果表明:在起航过程中,喷水推进器内排气速率先快后慢,起航初期进水流道下部弯管出现体积较大的气团,进水流道出流面的涡核数量多于纯水工况,气相的堆积导致进水流道涡量较大,流动不稳定;叶轮与导叶内气相堆积现象严重,叶轮进口处流动分离明显,叶片载荷差相较于纯水工况大幅减小。随着气相逐渐排出,进水流道出流面的涡核结构和叶轮载荷逐渐趋近于纯水工况。由此可知,在气液两相起航过程中,喷水推进器的叶轮流动稳定性和做功能力明显下降。[结论]研究结果可为喷水推进器在气液两相工况下的优化设计提供参考依据。 展开更多
关键词 喷水推进器 起航 气液两相 内部流动 数值模拟
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数据驱动的泵喷推进器转子优化设计
18
作者 何瑞轩 王新晶 +1 位作者 丁永乐 王鹏 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期30-37,共8页
针对当前泵喷推进器转子设计对设计经验依赖性强、设计周期长等问题,提出了数据驱动的泵喷推进器转子优化设计方法.以环量分布为设计变量、高精度数值流场为驱动数据,基于在线Kriging模型结合单目标智能优化算法寻找满足设计需求的转子... 针对当前泵喷推进器转子设计对设计经验依赖性强、设计周期长等问题,提出了数据驱动的泵喷推进器转子优化设计方法.以环量分布为设计变量、高精度数值流场为驱动数据,基于在线Kriging模型结合单目标智能优化算法寻找满足设计需求的转子.对于每种环量分布,基于轴流泵升力设计理论,采用预训练的Kriging模型预测剖面上叶栅的性能,并采用NSGA-Ⅲ多目标优化算法确定剖面参数.使用计算流体力学方法评估设计点的水动力性能,以此驱动优化算法寻优.结果表明:该方法能够在有限次数值仿真内完成泵喷推进器转子设计,在设计工况下具有最高敞水效率60.86%,自航效率达75.16%,设计效率高,结果合理可靠;参数化环量分布能够有效控制泵喷推进器性能,其与泵喷推进器的性能之间的关系具有多峰性,设计中采用优化算法有效. 展开更多
关键词 泵喷推进器 数据驱动 全局优化 轴流泵理论 计算流体力学
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全回转喷水推进装置内部流动机理研究
19
作者 严鹏 张锐志 +2 位作者 周加建 张岩 陈建平 《船舶》 2025年第2期122-129,共8页
全回转喷水推进装置能够拓展船舶的航行范围,增强船舶在浅水区域等复杂环境的适应能力,提高船舶机动性,具有广泛的应用前景。该文基于数值模拟方法对全回转喷水推进装置的内部流动进行研究,通过试验验证数值模拟的准确性,并对比了不同... 全回转喷水推进装置能够拓展船舶的航行范围,增强船舶在浅水区域等复杂环境的适应能力,提高船舶机动性,具有广泛的应用前景。该文基于数值模拟方法对全回转喷水推进装置的内部流动进行研究,通过试验验证数值模拟的准确性,并对比了不同航速对全回转喷水推进装置推力和效率的影响;采用单位体积熵生成率对各水动力部件的损失占比进行评估,并对推进装置内部流动进行详细分析;揭示了航速对全回转喷水推进装置内部流动的影响机理,为后续全回转喷水推进的装置的优化设计提供指导。 展开更多
关键词 全回转 喷水推进 航速 单位体积熵生成率 效率
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基于SBD的箱型舵倒航力优化和结构轻量化设计
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作者 胡浩阳 丁江明 薛亮 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第5期1047-1051,1058,共6页
本文对箱型操舵倒航机构进行了参数化几何构型,并采用仿真设计理论(SBD),以结构强度为约束条件,以倒航力最大与结构轻量化为目标,开展了箱型操舵倒航机构的结构优化设计研究.优化后的操舵倒航机构纵向力增加了5.56%,结构重量减轻了4.29%... 本文对箱型操舵倒航机构进行了参数化几何构型,并采用仿真设计理论(SBD),以结构强度为约束条件,以倒航力最大与结构轻量化为目标,开展了箱型操舵倒航机构的结构优化设计研究.优化后的操舵倒航机构纵向力增加了5.56%,结构重量减轻了4.29%.本论文的研究为喷水推进器高性能的操舵倒航机构的设计研究提供设计方法与设计手段上的技术支持. 展开更多
关键词 船舶 喷水推进 操舵倒航机构 SBD 多目标优化
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