集成电机推进器流体动力数值仿真.pdf

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1、第22卷第2期鱼雷技术Vo1．22NO．22014年4月T0RPED0TECHN0LOGYApr．2014集成电机推进器流体动力数值仿真赵仿泽(西：tLT．业大学航海学院，陕西西安，710072)摘要：为了进一步优化集成电机推进器设计，建了集成电机推进器物理模型和流场数值模型，确定了边界条件，利用FLUENT软件对集成电机推进器的流场进行了仿真，得到了不同T况下定子叶片、转子叶片表面的力和速度分布情况，以及集成电机推进器的推力、效率与航速之间的关系。利用仿真结果可对集成电机推进器性能进行估算，为集成电

2、机推进器的设计和优化提供参考。关键词：集成电机推进器；流体动力；数值仿真；FLUENT软件中图分类号：TJ630．32；TM33文献标识码：A文章编号：1673—1948(2014)02—0126—05NumericalSimulationofHydrodynamicsforIntegratedMotorPropellerZHA0Fang—ze(SchoolofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China)

3、Abstract：Physicalmodelsofanintegratedmotorpropellerandmathematicalmodelsofflowfieldareestablished，andtheboundaryconditionsaredeterminedtooptimizethedesignoftheintegratedmotorpropeller．ThesoftwareFLUENTisadoptedtonumericallysimulatetheinsideflowfields．Th

4、us，thedistributionsofpressureandvelocityonthebladesurfacesofrotorandstatorareobtained，andtherelationshipamongthepropulsivethrustandefficiencyoftheintegratedmotorpropellerandtherunningspeedofavehicleisgainedunderdifferentconditions．Asaresult，theperforman

5、ceoftheintegratedmotorpropellercanbeestimatedonthebasisofthesimulationresults．Keywords：integratedmotorpropeller；hydrodynamics；numericalsimulation；softwareFLUENT效利用航行器尾部受阻滞的尾流，提高推进效O引言率。另外，集成电机推进器大多采用减速导管，可集成电机推进器是一种新型水下航行器推进降低进入转子叶片处的流体流速，增加转子叶片装置，采用单转子

6、推进和减速型导管，具有体积周围的静压，推迟空泡的起始，降低噪声。日前，小、噪声小、效率高和维护方便等优点，适合作关于集成电机推进器的数值仿真研究并不多。本为水下机器人、轻／重型鱼雷、潜艇和其他水下文应用商业软件FLUENT,尝试对集成电机推进航行器的动力推进装置【l】。器进行了仿真，获得其水动力性能，为进一步研集成电机推进器由集成电机、导管、转子叶究集成电机推进器提供参考，仿真目标：1)通过片、定子叶片和中心轴组成，如图1所示。其工仿真计算，得到在不同工况下定子叶片、转子叶作原理是，将其安装在水下航行

7、器的尾部厚边界片表面的压力和速度分布情况；2)通过对多个工层内，且转子与定子的轮廓线应与水下航行器的况的仿真得到集成电机推进器的推力、效率与航尾部线型一致，这样，集成电机推进器就可以有速、转速之间的关系。收稿日期：2013一ll-29；修回日期：2014—01—19．作者简介：赵访泽(1964一)，男，在读博士，主要研究领域为水下航行器总体设计126TorpedoTechnologyWWW．y~szz．cn2014年4月赵仿泽，等：集成电机推进器流体动力数值仿真第2期RANS方程[6]。1)连续性方程

8、O(Pui)——：0(1)2)动量方程+专(PUiUj)=-+专考一j图1集成电机推进器结构(2)Fig．1Structureofanintegratedmotorpropeller当流动不可压缩时，标准k-e模型的输运方程为1模型建立1)k方程集成电机推进器为单极轴流叶轮机械，前端3t+b：转子旋转、后端定子同定。本文研究的模型是“后xi啬bxJ3X漩式”集成电机推进器，导管为减速型导管。(3)1．1计算域的选取和网格划分2)方程为较为精确地模拟流场，