斜流工况下泵喷推进器推进性能数值分析

作者：王辰; 鹿麟^*

来源：推进技术, 2020, 41(11): 2596-2604.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200426

• 泵喷推进器
• 推进性能
• 计算流体力学
• 斜流
• 数值模拟

斜流入水的现象在推进器的运行过程中广泛存在,会对推进器的水动力性能造成不利影响。为了分析斜流工况对泵喷推进器推进效率及流场造成的影响,采用分块网格技术,对泵喷推进器内外流场进行了结构化网格划分。基于RANS方程,SST k-ω湍流模型,对不同转速(n=3000,3600,4200r/min)、不同斜流角(β=0°,5°,10°,15°,20°,25°,30°,40°)的泵喷推进器进行了数值模拟。数值模拟方法通过Ka4-70/19A导管桨进行了验证,计算值与实验值吻合情况良好。研究结果表明:小角度下,斜流角的改变对泵喷推进器的效率影响很小;斜流角>20°时,斜流角增大将使推进效率明显减少,这是由于泵喷推进器内流场分布不均,出现了水流聚集区和分散区,降低了泵喷推进器的平衡性以及对流体的加速效果;斜流角越大,叶尖间隙对主流影响越大,造成的能量损失越大。

• 单位
  中北大学; 机电工程学院