【摘 要】
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螺旋桨作为潜艇的推进装置及潜艇噪音的主要来源,是相关研究的重点。本文尝试采用一种新兴方法——桨前射流,以实现螺旋桨性能的优化。探索了不同工况的桨前射流对十字舵后螺旋桨的水动力性能和振动的影响,其具体研究内容如下:1)通过与试验结果对比,验证流场仿真方案的可行性。研究得到了E1619螺旋桨、十字舵与螺旋桨一体模型的淌水性能。从结果中发现:随着进速系数的升高,推进效率先升高后降低。舵桨一体模型推进效率
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螺旋桨作为潜艇的推进装置及潜艇噪音的主要来源,是相关研究的重点。本文尝试采用一种新兴方法——桨前射流,以实现螺旋桨性能的优化。探索了不同工况的桨前射流对十字舵后螺旋桨的水动力性能和振动的影响,其具体研究内容如下:1)通过与试验结果对比,验证流场仿真方案的可行性。研究得到了E1619螺旋桨、十字舵与螺旋桨一体模型的淌水性能。从结果中发现:随着进速系数的升高,推进效率先升高后降低。舵桨一体模型推进效率低于单桨情况。2)针对十字舵与E1619桨一体模型,设计了桨前的射流装置。研究桨前射流的射流速度、射流角度以及射流装置的位置与数目对舵桨一体模型水动力性能的影响。从流场仿真的结果发现:射流速度越大,射流与桨盘面夹角越小,则螺旋桨推进效率越高;射流装置在十字舵后,轴向距离螺旋桨越远,螺旋桨推进效率越高;射流装置横向位置位于螺旋桨前左侧和中间时,推进效率均显著高于射流装置位于螺旋桨前右侧时;射流装置数目越多,螺旋桨推进效率越高。3)研究桨前射流的射流速度及射流装置的位置与数目对螺旋桨激振力的影响。从流场仿真结果来看:射流速度增大,螺旋桨激振力波动幅值越大;射流装置在十字舵后,轴向距离螺旋桨越远,激振力波动幅值越小;射流装置数目不同时,相较于一或两个射流装置,激振力波动幅值在四个射流装置时更小;射流装置数目为四个时,其横向位置位于螺旋桨前中间,激振力波动幅值最小。4)利用流固耦合仿真,研究不同射流速度情况下螺旋桨的激振力与应力变形情况。研究发现:射流速度越大则螺旋桨的应力变形也越大。
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