船舶喷水推进器进水流道效率的数值计算.pdf

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1、第34卷第7期舰船科学技术V01．34，No．72012年7月SHIPSCIENCEANDTECHNOI．OGYJul．，2012船舶喷水推进器进水流道效率的数值计算王绍增，王永生。丁江明(海军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉430033)摘要：根据第2I届、23埔及24届I丌c关于喷水推进器能量公式的不同定义分别推导了进水流道效率的3种计算公式。在保持总流量不变的条件下，用满足最小偏差量的半椭圆来拟合进流面的形状，以CFD为工具对迸水流道效率进行数值计算。对比分析7个不同进流面位置的计算结果，证明了进流面选在进n前l

2、倍叶轮直径处是实用而合理的。研究结果表明，包含动能、压能、势能的进水流道效率公式最为合理，包含动能和压能的公式在CFD计算时可以作为流道效率的简化公式；重力对流道效率的计算值没有影响；由简化公式得到的计算方法町以大大减少计算量。关键词：船舶；喷水推进；进水流道；数值计算；流道效率中图分类号：U664．34文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)07—0015—05doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．07．003Numericalcalculationofinletducte

3、fficiencyofmarinewaterjetpropulsionWANGShao-zeng，WANGYong-sheng，DINGJiang—ruing(CollegeofNavalArchitectureandMarinePower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Accordingtodifferentenergydefinitionsfromthe21“，23“and24011rrC，threedifferentkindsofi

4、nletductefficiencyformulasarededved．Ontheconsistentconditionoftotalflowmass，theshapeofcaptureareaisfitbyasemi—elliptical，andtheninletductefficiencyiscalculatedbyCFD．Sevenresultsondifferentlocationsofcaptureareaarecompared，whichshowsthatitispracticalandrationalto

5、choosecaptureareaatone-impellerlengthbeforetheinletduct．Theresearchresultindicatesthattheformulaincludingkinetic、pressureandpotentialenergiesismostreasonable，andtheformulaincludingkineticandpressureenergiescanbeusedasthesimplifiedefficiencyformulainthecalculatio

6、nofCFD．Thegravityhasnoeffectonthevalueofinletductefficiency，andtheamountofcalculationcanbegreatlyreducedbythesimplifiedmethodderivedfromthesimplifiedefficiencyformula．Keywords：ship；waterjetpropulsion；inletduct；numericalcalculation；inletefficiency0引言船舶喷水推进器主要由喷水推

7、进泵、进水流道、喷121和转向倒车机构等部件组成。进水流道是喷水推进器的一个重要部件，其功能除了输送水流外还将船底来流的能量传递给装在尾板上的喷水推进泵。在进水流道里，来流能量的利用率直接影响着整个喷水推进器的效率。20世纪70年代以来，各国相继开展大量的喷水推进研究¨11，这些研究结果表明，性能优良的进水流道能大大提高喷水推进器的系统效率。因此，研究直接反映流道性能优劣的流道效率，对高性能喷水推进器的优化设计具有重要意义。l流道效率的定义及问题进水流道的效率是衡量进水流道对来流能量利用程度的物理量。以第2l届ITrc

8、中喷水推进器内流体能量变化的定义图为标准(见图1)，其定义为流道出口面总能量与进流面总能量之比H1：收稿日期：201l—tO一08；修回日期：201卜lO一3l作者简介：王绍增(1983-)，男，硕士研究生，研究方向为船舶喷水推进技术。·16·舰船科学技术第34卷‰矿鲁。㈩式中：E。和E，分别为流道进流面和出13面的总能量。图l喷