船用高速混流泵进水流道优化与推进性能研究

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1、江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

2、可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日I摘要摘要喷水推进是不同于传统螺旋桨推进的推进方式。喷水推进装置在高性能船舶上被广泛的应用，它具备灵活的操纵性，高效的推进效率，抗空泡能力强，附体阻力小等优点。本文基于喷水推进器模型，对进水流道进行多参数方案设计及优选，利用CFD软件FLUENT对优化设计的进水流道进行数值模拟，并对喷水推进系统中的流场和推进性能进行计算。本文完成了喷水推进器进水流道多参数方案设计及优化。基于推进器进水流道，通过改变流道倾

3、角、调整流道唇角半径和形状、改变背部斜坡的半径、调整进水口形状四个方面对进水流道进行优化设计。调整流道的倾角α=20°，α=22°，α=24°，α=25°，α=26°，α=28°，α=30°，α=32°，α=35°，9种流道倾角方案设计，对进水流道的倾角进行优选；调整唇部的半径和唇部的形状对进水流道的唇部进行方案优选，调整圆弧唇角和抛物线唇角的唇部半径分别为0mm，1mm，3mm，10mm，20mm，30mm，40mm，50mm的15种唇角优选方案，经过数值模拟和结果分析，选择最优唇角半径和唇部形状；调整斜坡的半径分别是800mm,900mm,950mm,1000mm,1

4、050mm,1100mm,1200mm，7种方案设计对进水流道的斜坡进行方案优选；调整流道的进水口形状，对流道的进水口形状进行4种方案设计，优选最佳进水口形状。各种方案确定后，建立三维实体模型进行数值计算，通过分析进水流道的效率，流道出流口的加权平均角，出流均匀程度，速度云图，压力云图，唇部驻点位置等优选流动性能优越的进水流道，保证进水流道内部的最小压力大于空化的临界值，从而优选出流道出流均匀，流动损失小的进水流道。本文完成了喷水推进系统流场及推进性能计算。对整体喷水推进系统在不同转速n为3300r/min，3800r/min，4300r/min，5300r/min，58

5、00r/min，6300r/min，不同航速vs为静水中，10knot，20knot，25knot，30knot，35knot，40knot，45knot，13种工况下进行数值模拟，分析叶片的压力分布，推进泵性能曲线，优选推进效率最优工况点。本文对喷水推进器进水流道进行方案优选设计，优选流动性能优越的进水流道；对喷水推进系统的推进性能进行了数值计算及分析，建立喷水推进系统性能分析模型为新型喷水推进系统设计提供了研发手段。关键词喷水推进器；混流泵；进水流道；优选方案设计；数值模拟I江苏科技大学工学硕士学位论文IIAbstractAbstractWaterjetpropuls

6、ionisdifferentfromtraditionalpropellerpropulsionmode.Itiswidelyusedinhighperformanceshipsduetoflexiblemaneuverability,effectivepropulsiveefficiency,strongercavitationresistance,smallerappendageresistanceandsoon.It’sbasedonWaterjetpropulsionmodel,designandoptimizationofinletduct,useCFDsoft

7、wareFLUENTtonumericalsimulationofthenewinletduct,andcalculatetheflowfieldandpropulsionperformanceinthewaterjetpropulsionsystem.ThispaperhascompletedtheWaterjetpropulsioninletductdesignandoptimization.Basedonoddinletduct,bychangingtheinletductangle、lipradiusandshapes