船舶喷水推进器推力分布研究.pdf

《船舶喷水推进器推力分布研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第14卷第8期2010年8月船舶力学JoumalofShipMechanicsV01．14No．8Aug．2010文章编号：1007-7294(2010)08却84l—06船舶喷水推进器推力分布研究丁江明8，王永生8，张志宏6(海军工程大学a．船舶与动力学院；b．理学院，武汉430033)摘要：应用计算流体力学方法对一典型内置推力轴承混流式喷水推进器的流场进行了数值模拟，计算和分析了叶轮、导叶体、进水流道等主要水力部件的推力分布。计算结果显示：(1)在推进特性线上的设计工况，内置推力轴承上的推力约

2、为喷水推进器净推力(合力)的1．5倍，泵静止部件上的推力约为净推力的一o．5倍，进水流道上的推力很小，可忽略不计；(2)各部件上的推力占净推力的比例在推进特性线上的其它工况基本维持不变；(3)在非推进特性线上的工况，各部件上的推力分布不同于推进特性线上的工况，来流速度与泵转速的比值越高时泵静止部件上向后的推力越大，进水流道上的推力不再是可忽略的小量了。喷水推进器推力分布规律的研究结果可为喷水推进器和船尾结构的强度设计时加载水动力作用项提供参考。关键词：船舶；喷水推进；计算流体力学；推力分布中图分类

3、号：U6“．34文献标识码：AResearchonthrustdistributionofmarinewaterjetDlNGJi瓶g_械唱a，WANGYon旷sk鸭t，zHANG蔬oh鸭、(a．ConegeofNavalArchi慨tureandP0wer；b．CoⅡcgeofSci明ce，Navalunive璐ityofEngineering，wuhan430033，chifla)A搬船ct：强eflowofatypi蹦mixed_nowwaterjet埘fb￡llrustb谢nginlbed

4、ded心simulatedbymea瑚ofcomputationaInuiddyn啪ics(CFD)codeinordertoinvestigateitstllmstdistributiononeaehcompo—nents．Someconclusionsaredrawnf而mtllecaIculationresults：(1)Thethlllstfhctiononwaterjetcompnentsisalmostconstantindifkrentoperatingconditionsalong

5、propulsiyeped．omancecurve．(2)IntIleop·eratingconditionsalongthepmpulsivepe—'0瑚ncecuⅣethet}lmstfhctionsofthmst—bearingandstator-bowlareapproximateIyequalto1．5and—O．5re印ectiVely；andtlletllmstoninletductisigno山le．(3)WhentIleoperatingconditionsdeViatef而md

6、lepmpulsiVeperfonnancecurve，thethmstdistributionchar-acteristicsarechanged．Botllt}lepositivethnlstfhctiononthrust_be撕ngandthenegatiVemmstfractiononstat0卜bowlincreaLsealongwiIlltlleratioofshipVelocityt0pumpspeed，andthethmstonimetductris-esgraduaUytoasi

7、gni6can￡magnjtude。Theseconclusionscanberefb怕ncedtodele瑚inet11ehydraulicloadduringfiniteelementanalysisofwaterjetandstemhull．Keywords：ship；wateljetpropulsion；computationalnuiddynaIllics；t}Imstdistribution1引言船舶喷水推进器的推力分布特性直接关系到喷水推进器各部件的应力分布以及船尾结构水动力收稿日期

8、：2010—02—09基金项目：国防“十一·五”预研项目资助作者简介：丁江明(1976一)，男，海军工程大学船舶与动力学院讲师，博士生，E—man：900dluckdjln@8iIla．com。842船舶力学第14卷第8期负载的大小，是喷水推进器和船体结构强度设计的重要依据之一，因而既是造船设计师也是轮机工程师所关心的问题u-2】。但是喷水推进有别于螺旋桨推进，喷水推进器的推力分布比螺旋桨复杂，无法从推进轴系上直接测量求取。随着计算流体力学(CFD)技术的快速发展和计算机硬件性能的