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《哈尔滨工程大学》 2010年
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喷水推进泵流场数值模拟分析

舒春英  
【摘要】: 喷水推进是一种特殊的推进方式,已经被广泛的应用在高性能舰船上。喷水推进泵作为喷水推进系统的主体,与普通水泵相比,在过流能力、泵效率、抗汽蚀性能及结构等方面都有更高的要求。因此,设计出大流量、高效率及抗汽蚀性能好的喷水推进泵是目前迫切需要解决的问题。 本文基于两类相对流面理论,在给定泵轴面流道形状的基础上、以速度矩分布和叶片厚度分布为已知条件,应用奇点分布法对喷水推进泵进行准三维反问题优化设计,并通过Fortran语言编程来实现这一过程。 完成对喷水推进泵的三维建模,并应用计算流体软件Fluent对其进行内部流场数值模拟计算。根据计算结果预估泵的扬程、效率、轴功率等外特性,并通过分析泵内部压力分布、速度矢量分布等掌握泵内流动情况,预测易汽蚀区域。 本文在反问题设计过程中,对叶片的设计尝试了多种方案,包括改变沿轴面流线的速度矩分布方式、叶片进口液流角、叶片厚度最大位置等。通过数值模拟计算,分析这些方案的优劣,最终确定出满足设计要求的叶型。结果表明:(1)控制叶片的速度矩分布,能有效控制叶片的负荷分布,从而在一定程度上保证泵的抗汽蚀性能。(2)叶片进口液流角的不同对泵的性能影响很大,根据设计工况点,选择合适的液流角,在保证效率的同时可有好的抗汽蚀性。(3)通过计算可知,叶片最大厚度位置的不同对于泵的抗汽蚀性有一定的影响。将最大厚度位置适量后移,有利于提高泵的抗汽蚀性能。(4)叶片进口边位置的不同对泵的结构及性能也有很大的改变。不同方案的对比计算为泵的改进设计提供了有力的依据。 最后,根据前面的计算分析确定泵的最终设计方案,提高转速,并通过流场计算预测泵的性能。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH311

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立祥;船舶喷水推进[J];船舶;1997年03期
2 吕斌;葛宰林;;基于计算流体力学的离心泵汽蚀原因分析[J];大连交通大学学报;2009年03期
3 罗芳霞,樊会元;对叶栅奇点法逆命题求解方法的改进[J];风机技术;1999年04期
4 朱荣国;使用非正交曲线座标与速度分量S_2流面反问题流场线松弛解[J];工程热物理学报;1980年01期
5 苗永淼,王尚锦;径、混流式三元叶轮“全可控涡”设计的理论和方法[J];工程热物理学报;1981年02期
6 任静,吴玉林,杨建明,张伟,曹树良;水力机械转轮内的CFD分析及优化设计[J];工程热物理学报;2000年03期
7 甘加业;薛永飞;吴克启;;混流泵叶轮内空化流动的数值计算[J];工程热物理学报;2007年S1期
8 杨军虎;马静先;张人会;王春龙;;轴流泵叶片外缘修圆对泵性能的影响[J];兰州理工大学学报;2007年05期
9 罗剑,郑洪涛,穆勇;后弯叶片对轴流泵空化性能的影响[J];黑龙江科技学院学报;2004年06期
10 丁江明;王永生;刘承江;孙存楼;;喷水推进在现代舰艇的应用分析[J];舰船科学技术;2006年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 柴胜凯;轴流泵叶轮设计与性能预估[D];西安理工大学;2004年
2 付强;基于CFD技术改善低比速疏水泵汽蚀性能的研究[D];江苏大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2 郭大勇;关勇;贾洪明;张晓光;齐兵;;厚板坯连铸结晶器流场数值模拟[J];鞍钢技术;2006年01期
3 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
4 章旭清;;转子临界转速及其相似定律[J];安徽农机;1997年02期
5 王定川;路淼;;变频调速技术在多台泵组合中的应用[J];安徽农业科学;2008年22期
6 刘标;李昌烽;潘永琛;;农用泵技术发展现状与对策[J];安徽农业科学;2011年23期
7 郑小松;;水泵过流部件汽蚀麻面的修复[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2006年04期
8 王培林,魏科,周士仁;布里兹曼法碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)晶体生长过程热场的数值分析[J];半导体学报;1994年09期
9 王书义;;不可压缩流体三维流动的数值计算[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1992年02期
10 赖喜德,周云飞,严思杰;基于虚拟产品开发技术的叶轮优化设计[J];兵工自动化;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高峰;李玉海;;三种侧送风方式下室内气流组织的数值模拟与分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
2 于洪英;潘志远;姜彦;;涡流高效防砂分离器研制与应用[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 王鹏飞;阮晓东;邹俊;傅新;;基于数值模拟核主泵水力优化设计平台开发[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
4 侯献军;金雪;刘志恩;颜伏伍;袁守利;;基于Fluent的车用冷却水泵内流场分析及改进[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 张萍;王泽华;林萍华;;气蚀对材料性能与组织结构的要求[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
6 刘军;陆军;李群山;;海洋工作船组合舵问题分析及解决方案研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
7 杨魏;刘树红;吴玉林;单庆臣;;贯流式水轮机流动计算和性能预测[A];中国水力发电工程学会灯泡贯流式机组专业委员会第一届年会论文集[C];2005年
8 桂中华;潘罗平;张浩;;水轮机内部流动数值模拟新进展[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
9 李凤超;樊红刚;陈乃祥;;基于并行遗传算法求解可逆式转轮双向流场[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
10 吴大转;王乐勤;焦磊;柯仙文;;开敞式混流泵流场模拟和结构改进[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
5 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
6 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
7 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
8 贾瑞宣;电厂冷端多尺度能耗表征及控制规律研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 王玮;火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 张磊;离心风机多目标优化及旋转失速机理研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
2 李庆亮;轴流式转子轮毂关键部位的有限元分析[D];山东科技大学;2010年
3 王立红;小型换热风扇的结构参数对其内部流动与性能的影响研究[D];浙江理工大学;2010年
4 赵瑞;高速诱导轮离心泵的数值模拟与试验研究[D];浙江理工大学;2010年
5 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
6 李斌;先进涡轮气动设计规律的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 章小松;大功率泥泵空化性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王秋阳;离心式海水泵流噪声仿真与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙寒冰;单泵喷水推进式船舶的操纵性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 路畅;油井中磨料射流割缝固液两相流场的数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立祥;船舶喷水推进[J];船舶;1997年03期
2 韩秀丽,张乐福,娄国彬,李任飞;采用三维粘性流进行长短叶片转轮水力性能分析[J];大电机技术;2003年06期
3 何灌明,刘钧朴;任意旋成面叶栅正命题有限元分析[J];动力工程;1981年02期
4 张道方,陈康民;水泵转轮改型设计的数值计算[J];动力工程;2000年01期
5 刘文俊,吴玉林,何国任;考虑缝隙流模型的贯流式水轮机转轮内部三维流动[J];动力工程;2002年05期
6 王仲奇,郑严;叶轮机械弯扭叶片的研究现状及发展趋势[J];中国工程科学;2000年06期
7 朱荣国;使用非正交曲线座标与速度分量S_2流面反问题流场线松弛解[J];工程热物理学报;1980年01期
8 苗永淼,王尚锦;径、混流式三元叶轮“全可控涡”设计的理论和方法[J];工程热物理学报;1981年02期
9 刘高联;矩函数及其在旋成面叶栅气动反命题及杂交命题中的应用[J];工程热物理学报;1982年02期
10 刘高联;旋成面叶栅一些杂交气动命题的新解法(Ⅰ)[J];工程热物理学报;1984年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王海松;轴流泵CAD-CFD综合特性研究[D];中国农业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立祥;;喷水推进及喷水推进泵[J];通用机械;2007年10期
2 何杰;王永生;丁江明;常广辉;;喷水推进泵空化预测原理和方法的研究[J];中国修船;2006年02期
3 常书平;王永生;丁江明;聂沛军;;混流式喷水推进泵水力设计和性能预报[J];哈尔滨工程大学学报;2011年06期
4 周熊;;喷水推进[J];船舶节能;1999年02期
5 叶方明,高红,林万来;后置导叶型喷水推进泵总特性及三维流场[J];上海交通大学学报;2005年09期
6 孔庆福;吴家明;曾凡明;;船舶喷水推进系统数学建模及仿真研究[J];船舶工程;2006年02期
7 蔡佑林;焦松;王立祥;刘建国;;应用可控速度矩法设计的喷水推进混流泵试验研究[J];流体机械;2010年09期
8 华汉金;喷水推进泵空泡剥蚀起因初探[J];舰船科学技术;1990年04期
9 杨琼方;王永生;李翔;;喷水推进泵通用特性曲线的计算流体动力学分析[J];清华大学学报(自然科学版);2010年08期
10 王立祥,朱为民;诱导轮的设计原理及其在喷水推进泵上的应用[J];船舶;1995年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 包艳;代高翔;;轴流叶轮内流场的数值计算[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
2 孔繁余;吕毅;黄建军;孙建;;变螺距诱导轮流场的数值模拟[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(上册)[C];2006年
3 郭峰;;800S-48I离心泵叶轮故障分析[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 记者 徐锦玲;瑞典MJP推出喷水式推进器5年质保[N];中国船舶报;2011年
2 本报记者 王春夏 通讯员 丁新;泵站技改换新颜[N];人民长江报;2006年
3 梅金超 沈冬祥 杨子庆 鲁昂 本报特约通讯员 陶佑林;“方舟”飞越天堑[N];解放军报;2009年
4 张志军;河北邯郸应用新型潜水轴流泵[N];中国建设报;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒春英;喷水推进泵流场数值模拟分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 付华林;喷水推进泵流道设计研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 董新国;混流式喷水推进泵动叶轮、导叶体结构强度分析[D];上海交通大学;2011年
4 李刚强;喷水推进综合性能试验台自动检测系统设计[D];上海交通大学;2007年
5 宋杨;多级离心式森林消防泵的抗汽蚀性能研究[D];北京林业大学;2012年
6 曹明;等离子熔覆TiC/Ni梯度层组织及其抗汽蚀性能研究[D];河海大学;2007年
7 刘霁;脱硫装置吸收塔搅拌器叶轮再制造技术及防腐耐磨涂层应用研究[D];武汉理工大学;2012年
8 冯建军;基于遗传算法的平面叶栅优化设计[D];西安理工大学;2002年
9 刘有余;超常规轴流式转轮叶片水力设计方法研究[D];兰州理工大学;2004年
10 徐洁;低比转速离心泵复合式叶轮内部流动的数值计算[D];甘肃工业大学;2001年
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