螺旋槳空化是影響船舶隱身性能的一個(gè)重要因素,其中片空泡和梢渦空泡是兩種主要類(lèi)型。由于空化現(xiàn)象的復(fù)雜性,當(dāng)前在工程實(shí)踐中對(duì)螺旋槳空泡的預(yù)報(bào)主要依靠模型試驗(yàn)給出實(shí)船預(yù)報(bào)結(jié)果。由于無(wú)法滿(mǎn)足全相似律,其引起的尺度效應(yīng)成為影響預(yù)報(bào)精度的重要障礙,需要引入相關(guān)的修正方法。本文以三維水翼作為試驗(yàn)?zāi)Ｐ?在小型多功能空泡水筒和循環(huán)水槽進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn),并通過(guò)數(shù)值計(jì)算輔佐,得到片空泡和梢渦空泡的尺度效應(yīng)的影響規(guī)律,為空泡的實(shí)船預(yù)報(bào)打下基礎(chǔ)。首先本文對(duì)片空泡和梢渦空泡的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展在試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩方面進(jìn)行了歸納評(píng)述,其次對(duì)本文中用到的模型試驗(yàn)方法和數(shù)值模擬方法做了詳細(xì)的介紹。接著對(duì)三維水翼模型分別在小型多功能空泡水筒中不同雷諾數(shù)、攻角、播核密度和含氣量條件下和循環(huán)水槽中不同雷諾數(shù)、攻角下的片空泡形態(tài)和梢渦空泡形態(tài)、片空泡和梢渦空泡的初生空化數(shù)進(jìn)行了比較,初步建立循環(huán)水槽中梢渦空泡初生空化數(shù)的尺度效應(yīng)修正公式,對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)設(shè)備帶來(lái)的試驗(yàn)結(jié)果差距。然后采用建立的數(shù)值模擬方法,對(duì)不同攻角和雷諾數(shù)下的水翼表面及其周?chē)鲌?chǎng)進(jìn)行計(jì)算研究。對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析,包括計(jì)算低壓區(qū)域與空泡形態(tài)的對(duì)比、最低壓力位置和試驗(yàn)空泡初生位置的對(duì)比、最低壓力系數(shù)與初生空化數(shù)的對(duì)比,使得數(shù)值計(jì)算結(jié)果能為理論研究提供一定的參考作用。最后,對(duì)上述研究進(jìn)行總結(jié),得出了循環(huán)水槽中梢渦空泡初生空化數(shù)尺度效應(yīng)的初步預(yù)報(bào)公式,從試驗(yàn)與數(shù)值模擬兩方面對(duì)論文工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：U674.70
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 片空化的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
        1.2.2 梢渦空化的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
    1.3 本文的研究目的及主要工作
第二章 研究方法
    2.1 試驗(yàn)技術(shù)方法
        2.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
        2.1.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c安裝
        2.1.4 試驗(yàn)方案
    2.2 數(shù)值計(jì)算方法
        2.2.1 RANS方法
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 數(shù)值離散方法
第三章 試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析
    3.1 小型多功能空泡水筒中空泡形態(tài)尺度效應(yīng)試驗(yàn)分析
        3.1.1 小型多功能空泡水筒中雷諾數(shù)對(duì)空泡形態(tài)的影響規(guī)律
        3.1.2 氣核譜與含氣量對(duì)片空泡與梢渦空泡的影響規(guī)律
    3.2 小型多功能空泡水筒初生空化的尺度效應(yīng)
        3.2.1 雷諾數(shù)對(duì)片空泡和梢渦空泡初生空化數(shù)的影響規(guī)律
        3.2.2 氣核譜與含氣量對(duì)片空泡和梢渦空泡初生空化數(shù)的影響規(guī)律
    3.3 循環(huán)水槽中雷諾數(shù)對(duì)空泡形態(tài)的影響規(guī)律
    3.4 循環(huán)水槽初生空化數(shù)尺度效應(yīng)
        3.4.1 循環(huán)水槽中雷諾數(shù)對(duì)空泡消失空化數(shù)的尺度效應(yīng)
        3.4.2 循環(huán)水槽梢渦空泡初生空化數(shù)預(yù)報(bào)
    3.5 小結(jié)
第四章 三維水翼數(shù)值模擬計(jì)算
    4.1 計(jì)算模型與條件設(shè)置
    4.2 計(jì)算結(jié)果分析
        4.2.1 網(wǎng)格依賴(lài)性與湍流模型對(duì)比
pmin位置與試驗(yàn)空化初生位置對(duì)比'>        4.2.2 數(shù)值計(jì)算C_pmin位置與試驗(yàn)空化初生位置對(duì)比
        4.2.3 雷諾數(shù)與攻角的變化對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果影響
    4.3 數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)值的對(duì)比
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄一
附錄二

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本文編號(hào)：2879737