【摘要】：螺旋混流泵前半段類似螺旋泵,后半段類似混流泵,在結(jié)構(gòu)上是兩種葉輪的有機融合,在旋轉(zhuǎn)工作時螺旋段有正排量特征,可以提供與螺旋槳類似的推力,后半段可以通過噴流提供推進的反作用力,在噴水推進領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用空間。針對其的研究涉及到推力性能、推進效率以及空化特性等方方面面,但在噪聲領(lǐng)域的相關(guān)文獻較少。本文以螺旋混流式噴水推進泵作為研究對象,對單葉片、帶分流葉片及雙葉片三種設(shè)計方案下噪聲特性及噪聲分布規(guī)律進行了分析,了解其噪聲發(fā)生規(guī)律,之后基于以上研究在全流域下分析不同葉片數(shù)螺旋混流式噴水推進器各過流部件的噪聲規(guī)律。具體的工作如下:(1)通過水槽試驗獲得推-阻力等數(shù)據(jù),完成螺旋混流式噴水推進泵的水力設(shè)計,建立三維模型,采用ICEM進行計算域網(wǎng)格的劃分,應(yīng)用CFX對流場進行數(shù)值計算,通過對比多個湍流模型,選用合適的邊界條件,湍流模型和收斂條件,將流場的計算結(jié)果導入聲場中,對計算域的聲場進行計算,并分析其計算結(jié)果。(2)采用RNG k-ε模型對流場計算域進行定常數(shù)值計算,分析了葉片數(shù)對螺旋混流泵性能特性的影響;以定常計算結(jié)果為初始條件,運用DES模型進行非定常計算,建立監(jiān)測點監(jiān)測葉輪及導葉表面壓力脈動在不同運行工況下的變化規(guī)律,分析了螺旋混流泵中葉輪及導葉表面上壓力脈動的特征,與之后聲學計算結(jié)果建立關(guān)聯(lián)。(3)基于流場的計算結(jié)果,運用聲學有限元的方法對不同葉片數(shù)下螺旋混流泵中各過流部件的噪聲特性進行數(shù)值計算,研究了不同流量工況下各過流部件的噪聲特性及變化規(guī)律。(4)將螺旋混流泵作為動力裝置應(yīng)用于噴水推進系統(tǒng)中,討論了三種設(shè)計方案下螺旋混流式噴水推進泵推力性能及運行性能的影響,之后對其進行非定常計算,對不同運行航速時泵噴推進系統(tǒng)中的壓力脈動變化規(guī)律進行分析。(5)對螺旋混流式噴水推進器各過流部件的噪聲特性進行分析研究,對比了不同轉(zhuǎn)速下各過流部件噪聲的變化規(guī)律以及葉片數(shù)對外場噪聲特性和分布規(guī)律的影響。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U664.34
【圖文】：

螺旋混流式噴水推進泵流致噪聲特性分析得至關(guān)重要。本文中采用螺旋混流泵為研究對象，其兼具混流泵和螺旋泵的結(jié)構(gòu)特征，有塞性能好、抗汽蝕性能優(yōu)良且兼具直接推進和噴水反作用力推進的特點。為證泵的通過性以防止固體物質(zhì)堵塞，螺旋混流泵一般僅有采用單葉片及雙葉類設(shè)計方法。本文以螺旋混流式噴水推進泵為研究對象，設(shè)計出單葉片、帶葉片及雙葉片的三種不同葉輪形式的螺旋混流泵方案，通過模型實驗和數(shù)值的方法全面了解螺旋混流泵的噪聲規(guī)律及發(fā)聲規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)將螺旋混應(yīng)用于噴水推進器中，研究分析了其做泵噴時輻射噪聲的規(guī)律。如圖 1.1 是離心泵實體模型示意圖，本文采用的螺旋混流泵就是在此基礎(chǔ)上得出，圖 1.國產(chǎn)核潛艇，本文采用的潛航器模型就是基于此相似換算所得。

螺旋混流式噴水推進泵流致噪聲特性分析得至關(guān)重要。本文中采用螺旋混流泵為研究對象，其兼具混流泵和螺旋泵的結(jié)構(gòu)特征，有塞性能好、抗汽蝕性能優(yōu)良且兼具直接推進和噴水反作用力推進的特點。為證泵的通過性以防止固體物質(zhì)堵塞，螺旋混流泵一般僅有采用單葉片及雙葉類設(shè)計方法。本文以螺旋混流式噴水推進泵為研究對象，設(shè)計出單葉片、帶葉片及雙葉片的三種不同葉輪形式的螺旋混流泵方案，通過模型實驗和數(shù)值的方法全面了解螺旋混流泵的噪聲規(guī)律及發(fā)聲規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)將螺旋混應(yīng)用于噴水推進器中，研究分析了其做泵噴時輻射噪聲的規(guī)律。如圖 1.1 是離心泵實體模型示意圖，本文采用的螺旋混流泵就是在此基礎(chǔ)上得出，圖 1.國產(chǎn)核潛艇，本文采用的潛航器模型就是基于此相似換算所得。

圖 2.1 潛艇模型在全流域下試驗系統(tǒng)圖格柵 2-吊環(huán) 3-水下航行器模型 4-航行器質(zhì)點 5-微型轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀 6- 噴水推進泵口 8-高精度數(shù)顯測力計 9-高速攝像機 10- 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及推力信息采集平臺采用潛航器原推進系統(tǒng)（采用的一般的泵噴推進裝置）進行測試，儀測試對應(yīng)航速下電機提供的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率，在對潛航器進行時，保持轉(zhuǎn)速不變，同時保證測量區(qū)間足夠長確保測試結(jié)果的準確結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位，最終測得潛航器在不同的轉(zhuǎn)速下對應(yīng)的.3…）；之后使?jié)摵狡鞅３衷谙挡礌顟B(tài)，給定與測試航速相同的來高精度數(shù)顯式測力計，精度為 0.02，測試多組不同航速下的潛航器對同一航速下的阻力取平均值，根據(jù)潛航器在水槽試驗中的對應(yīng)阻三定理和工程經(jīng)驗確定推力的取值范圍，并多次修正，最后確定推如表 2.1 所示。表 2.1 模型推進器相關(guān)設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 數(shù)值設(shè)計航速(m/s) 2.17

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姜峰;李濱城;王佳;陳艷;;噴水推進泵多領(lǐng)域建模與虛擬樣機運行研究[J];機械制造;2018年08期

2 李臣;束曉華;趙春生;;基于流道傾角對噴水推進泵流道性能的影響研究[J];艦船科學技術(shù);2017年17期

3 胡明華;;徑向和軸向間隙對噴水推進軸流泵特性影響數(shù)值分析[J];中國航海;2017年03期

4 ;我院主持召開首屆國際噴水推進技術(shù)研討會[J];船舶;2016年01期

5 胡海鵬;石海峽;柴立平;李紹旭;夏天;;轉(zhuǎn)速對微型噴水推進泵性能影響的試驗研究[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2016年06期

6 楊衛(wèi)國;張潛;俞龍海;鄭佑俊;;船用噴水推進裝置機械密封的研制[J];船舶;2013年03期

7 司占博;鄭衛(wèi)剛;;噴水推進裝置的設(shè)計研究[J];機械制造;2012年06期

8 李磊;朱齊丹;高雙;王劍;;雙泵噴水推進艇的操縱性仿真與分析[J];系統(tǒng)仿真學報;2008年12期

9 姜華;;噴水推進裝置在船舶上的應(yīng)用發(fā)展[J];廣東造船;2008年02期

10 王立祥;;噴水推進及噴水推進泵[J];通用機械;2007年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 任明琪;范知友;趙晨;魏躍強;;兩棲車輛噴水推進系統(tǒng)主參數(shù)的確定方法[A];第四屆全國流體傳動與控制學術(shù)會議論文集[C];2006年

2 何杰;王永生;;噴水推進泵空化預(yù)測原理和方法的研究[A];中國造船工程學會修船技術(shù)學術(shù)委員會船舶維修理論與應(yīng)用論文集第八集（2005—2006年度）[C];2006年

3 蔡進發(fā);;二相噴水推進系統(tǒng)推進性能之研究(英文)[A];第二十一屆全國水動力學研討會暨第八屆全國水動力學學術(shù)會議暨兩岸船舶與海洋工程水動力學研討會文集[C];2008年

4 徐順;龍新平;季斌;李貴斌;;噴水推進泵內(nèi)部空化研究及其對推力的影響[A];中國力學大會-2017暨慶祝中國力學學會成立60周年大會論文集（B）[C];2017年

5 徐梓京;林輝;杜冬梅;章郁泱;周冠澤;宋晨維;袁景淇;;海浪干擾下的噴水推進船舶矢量控制策略研究[A];2018中國自動化大會(CAC2018)論文集[C];2018年

6 高紅;葉方明;林萬來;;噴水推進泵的CFD研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學術(shù)年會論文集[C];2004年

7 周偉新;;第25屆ITTC推進委員會工作概要[A];2008年船舶水動力學學術(shù)會議暨中國船舶學術(shù)界進入ITTC30周年紀念會論文集[C];2008年

8 王長濤;王延房;;噴水推進推力產(chǎn)生機理分析及仿真研究[A];創(chuàng)新沈陽文集（A）[C];2009年

9 吳有生;顏開;;24屆ITTC的大會情況和25屆ITTC的主要任務(wù)[A];第六屆船舶力學學術(shù)委員會全體會議專集[C];2006年

10 程光明;李欣欣;曾平;方科;楊志剛;;壓電噴流泵初步研究[A];第二屆全國壓電和聲波理論及器件技術(shù)研討會摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 巴所;促噴水推進技術(shù)發(fā)展 助海洋裝備揚帆遠航[N];中國船舶報;2017年

2 記者 張銀炎 通訊員 韓龍;七○八所噴水推進系統(tǒng)挺進海工領(lǐng)域[N];中國船舶報;2010年

3 柳鶯;MJP獲1200萬歐元噴水推進系統(tǒng)訂單[N];中國船舶報;2010年

4 兆一;英國研發(fā)高效混合型噴水推進系統(tǒng)[N];中國船舶報;2004年

5 記者 趙慧;打造國產(chǎn)噴水推進裝置自主品牌[N];中國船舶報;2005年

6 柳鶯;羅·羅接獲噴水推進系統(tǒng)訂單[N];中國船舶報;2008年

7 茂馨;羅·羅與ADSB簽署推進系統(tǒng)合作協(xié)議[N];中國船舶報;2008年

8 記者 張銀炎 特約記者 周丙輝;七○八所:積極推進噴推系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化[N];中國船舶報;2009年

9 趙東　張偉祥;海裝上海局某部新型高速艦載艇研制成功[N];解放軍報;2009年

10 ;印噴水推進攻擊艇達世界水平[N];世界報;2009年

相關(guān)博士學位論文 前7條

1 高磊;噴水推進型深�；铏C動力學建模與低能耗控制研究[D];華中科技大學;2018年

2 曹璞鈺;非均勻進流下噴水推進泵揚程損失機理及失穩(wěn)特性研究[D];江蘇大學;2017年

3 陳瑤;小型球形潛水器噴水推進系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)值分析[D];哈爾濱工程大學;2013年

4 湯方平;噴水推進軸流泵設(shè)計及紊流數(shù)值分析[D];上海交通大學;2007年

5 曾薄文;噴水推進水面無人艇的非線性控制方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

6 高雙;噴水推進船舶的航向/航速控制研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

7 杜娟;水下球形機器人的運動控制研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李中恒;雙涵道噴水推進泵結(jié)構(gòu)及水力性能研究[D];蘭州理工大學;2019年

2 韓陽;螺旋混流式噴水推進泵啟動過程的瞬態(tài)特性研究研究[D];蘭州理工大學;2019年

3 關(guān)佳興;基于模型的噴水推進主機調(diào)速系統(tǒng)研究[D];上海交通大學;2017年

4 郭威;螺旋混流式噴水推進泵流致噪聲特性分析[D];蘭州理工大學;2019年

5 胥丹丹;對旋式噴水推進泵級間匹配對其特性的影響[D];蘭州理工大學;2019年

6 曹林松;微型噴水推進泵推力特性研究[D];合肥工業(yè)大學;2018年

7 胡帆;噴水推進高速登陸運輸船舶快速性提升研究[D];武漢理工大學;2017年

8 王廣耀;加入噴水推進的混合驅(qū)動水下滑翔機的結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];中國計量大學;2017年

9 姜峰;船用噴水推進泵多領(lǐng)域建模與性能研究[D];江蘇科技大學;2018年

10 馮德勝;某型噴水推進泵葉片的三維反問題改進研究[D];江蘇科技大學;2018年

本文編號：2788059