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轴流式推进泵快速启动瞬态空化特性研究
1
作者 郑枫川 龚卫锋 王跃武 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第9期9-16,63,共9页
基于雷诺时均N-S方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,建立轴流式推进泵瞬态空化计算模型。在瞬态试验验证的基础上,采用数值模拟方法研究轴流式推进泵的瞬态空化特性,分析快速启动过程中的空化演变过程与相关流动机理。结果表明:轴... 基于雷诺时均N-S方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,建立轴流式推进泵瞬态空化计算模型。在瞬态试验验证的基础上,采用数值模拟方法研究轴流式推进泵的瞬态空化特性,分析快速启动过程中的空化演变过程与相关流动机理。结果表明:轴流式推进泵在快速启动过程中的空化演变分为初次峰值区、空化重整区和空化稳定区等3个阶段,不同阶段的划分由泵的启动时间决定,与泵的流量无关。在快速启动时,推进泵内部空泡结构的发展过程先由叶轮加速度控制,之后受系统管阻特性影响。在泵转速到达额定值后,系统的管阻特性决定了流量变化率和启动结束时的流量值,从而使泵内空化结构进行二次发展和结构重整。相较于空化数,轴流式推进泵的汽蚀余量在快速启动条件下依然可直观地反映瞬态空化的演变过程,可作为瞬态空化的参考值。研究结果对分析叶片泵瞬态过程中的空化情况具有指导意义。 展开更多
关键词 轴流式推进泵 快速启动 瞬态空化 流场演变
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推进泵快速启动水力特性及流场演变研究
2
作者 张富毅 杨鹏 +2 位作者 郑枫川 赵晓阳 刘影 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期10-19,共10页
为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、... 为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、轴向力、轴向力矩和功率先增大后减小,效率先增加后保持稳定。扬程、轴向力、轴向力矩和功率在加速结束瞬间存在极大值,且极大值随着启动时间的增大而减小。启动初期,叶轮区域存在严重的来流冲击、流动分离和漩涡结构,随着时间推移,流场逐渐趋于稳定;启动时间对推进泵流场演变具有显著影响,启动时间越小,流场越快达到稳定状态。为保证推进泵在启动过程中无空泡产生、内部流场以较快时间运行至稳定状态,建议以0.2 s启动时间启动推进泵。 展开更多
关键词 推进泵 鱼雷 快速启动 水力特性 流场演变
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侧斜参数对喷水推进泵性能的影响研究
3
作者 望喻虎 郑枫川 +2 位作者 陈泰然 黄彪 王国玉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期101-106,共6页
侧斜是螺旋桨水力设计中的重要参数,也对与螺旋桨相似的喷水推进泵的性能有着重要的影响。本文在原有的喷水推进泵水力模型的基础上改变侧斜分布获得了三种不同侧斜分布的喷水推进泵水力模型,使用数值模拟的方法获得了喷水推进泵的外特... 侧斜是螺旋桨水力设计中的重要参数,也对与螺旋桨相似的喷水推进泵的性能有着重要的影响。本文在原有的喷水推进泵水力模型的基础上改变侧斜分布获得了三种不同侧斜分布的喷水推进泵水力模型,使用数值模拟的方法获得了喷水推进泵的外特性、内部流场和空化特性。研究结果表明,原型泵在马鞍区和小流量区运行时性能表现更好,而增大侧斜的C型泵在大流量区的性能表现更好。通过改变侧斜可以改变空化发生的位置和空化面积,提高空化性能。 展开更多
关键词 喷水推进 轴流泵 侧斜 空化
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明渠湍流对数律的诊断函数分析 被引量：1
4
作者 钟强 郑枫川 +1 位作者 杨宇晨 邓兆宇 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期999-1005,共7页
明渠水力学的传统观点认为,明渠湍流平均流速分布的对数律是与Reynolds数和Froude数无关的普适律。由于Karman常数与摩阻流速难以分离,且平均流速分布与对数律的偏离是一个渐进过程,因此导致目前对对数区的范围以及Karman常数的取值存... 明渠水力学的传统观点认为,明渠湍流平均流速分布的对数律是与Reynolds数和Froude数无关的普适律。由于Karman常数与摩阻流速难以分离,且平均流速分布与对数律的偏离是一个渐进过程,因此导致目前对对数区的范围以及Karman常数的取值存在较大争议。该文引入诊断函数分析了高频粒子图像测速系统(PIV)测量所得光滑明渠恒定均匀湍流数据。当平均流速分布严格满足对数律时,诊断函数为常数。分析结果表明,在该实验的Reynolds数条件下,诊断函数在全水深都不存在水平段,即平均流速分布没有严格意义的对数区。根据实验和直接数值模拟的结果趋势推测,随着Reynolds数增加,流速分布将会出现严格意义的对数区,并且其范围会逐渐增大。当Reynolds数足够大时,明渠湍流的Karman常数将落在0.334和0.415之间,对数区范围将小于76<y4<0.5Re。 展开更多
关键词 明渠 湍流 REYNOLDS数 对数律 诊断函数
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