泵喷定子襟翼作动对转子非定常力抑制方法数值研究

作者：汤王豪; 黄修长^*; 饶志强; 华宏星

来源：中国舰船研究, 2023, 18(06): 21-29.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.03229

• 泵喷推进器
• 非定常力
• 襟翼作动
• 转-定子干扰
• 流动调控

[目的]转子非定常力是泵喷推进器轴系振动的主要激励源，其产生机理和抑制机理受转-定子干扰流动的影响，需研究其抑制方法。[方法]在泵喷推进器定子后缘引入襟翼结构，利用襟翼作动产生二次流动，改变转子入流条件，调控转-定子干扰流动，达到抑制转子非定常力的目的。以具有前置定子襟翼的Suboff全附体艇后泵喷推进器为研究对象，采用基于SST k–ω湍流模型的URANS方法和动网格技术建立可实现定子襟翼作动的数值模型。针对转子非定常力转子叶频分量的抑制，给出定子襟翼作动规律的表达式。[结果]结果显示，在襟翼作动最优控制下，泵喷的水动力性能变化不超过1%，转子轴向非定常力在转子叶频处下降了83.35%，单个转子叶片轴向非定常力在转子叶频处降低了81.80%；襟翼作动对定子尾迹与转子入流速度的调控是抑制转子非定常力的机理。[结论]研究表明，最优控制下的定子襟翼作动能够在保持水动力性能的同时使转子非定常力特征线谱得到显著抑制，可为泵喷推进器的叶频等线谱控制提供一种新的思路。

• 单位
  机械系统与振动国家重点实验室; 上海交通大学