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斜流式泵喷水推进器内部流动不稳定性分析
  • ISSN号:1671-4512
  • 期刊名称:Journal of Huazhong University of Science and Tech
  • 时间:2012.9
  • 页码:118-121
  • 分类:U664.34[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013, [2]国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51109096);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD).
  • 相关项目:大型轴流泵与弯肘形进/出水流道水力相干机理及优化匹配研究
中文摘要:

为了揭示斜流式泵喷水推进器的内部流动规律,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIM-PLE算法,对不同工况下斜流式泵喷水推进器进行了数值模拟,分析了泵内部流动与其不稳定性之间的关系及叶轮叶片表面的压力分布规律.结果表明:扬程系数ψ与Q/Qbep曲线在流量为0.65Qbep~0.67Qbep工况下出现了正斜率(Q为工况点流量,Qbep为最佳设计工况点流量),主要原因是导叶进口轮毂处的回流撞击叶轮出口流动,使其产生流动分离,最终形成旋涡,导致内部流动不稳定,从而使压力上升;在流量为0.65Qbep和0.85Qbep工况下,导叶内均出现回流,回流区域及回流速度随流量减小而增大.模拟分析说明斜流式泵喷水推进器在小流量工况下运行具有不稳定性.

英文摘要:

In order to reveal the internal flow characteristic of a mixed-flow waterjet propulsion,a mixed-flow waterjet propulsion under different conditions was simulated based on multi-reference frame(MRF),the standard k-ε turbulent model and SIMPLEC algorithm.The relationship between pump instability and internal flow and the pressure distribution on the surface of the impeller blade were obtained.The numerical results show that characteristic instability occurrs at 0.65Qbep~0.67Qbep(Q is the flowrate;Qbep is the flowrate at best efficiency point),the reason is that the backflow on the vaned diffuser hub-side blocks the downstream flow from the impeller.Therefore,the flow separates on the pressure surface of the impeller outlet and a strong vortex is generated,and then the pressure-rise appears due to the instability of internal flow.Backflow is found in diffuser passage at 0.65Qbep and 0.85Qbep,as flow rate decreases,the backflow region and velocity increases.According to the numerical simulation,the mixed-flow waterjet propulsion has a characteristic of instability at partial flow rate condition.

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期刊信息
  • 《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:华中科技大学
  • 主编:丁烈云
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  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4512
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1658/N
  • 邮发代号:38-9
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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