水下无桨推进器喷头推力及尾流速度场分析研究

2025-04-27 30 1.58M 0

  无桨推进器具有安全性高、噪声低等优势,逐渐成为水下装备的研究热点,其中喷头结构是推进器的关键要素之一。该文采用重整化群(RNG) k-ε湍流模型封闭的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程求解,主要针对无桨推进器喷头的推力特性和尾部速度场进行分析研究,探究喷头的结构参数对推力的影响和尾部速度场的变化情况,同时结合分析结果选择喷头参数方案。结果表明:入口内径与推力呈正相关,即入口内径越大,推力越大;入口速度与推力亦呈正相关,即入口速度增大,推力随之增大;而喷头出口间隙与推力呈负相关,即出口间隙越小,推力越大;入口通道切向角对推力影响极小,但不同切向角下内部流场的均匀性差异较大。尾流场中产生了2处流体卷吸,分别出现在喷头涵道的前侧和后侧的缝隙射流中。由于近场区(0.5D至1.5D)高速环形缝隙射流与附近低速流体间的剪切作用导致动能耗散,并且涵道前侧的卷吸流体持续注入后侧环形射流内部,使得环形射流向远场区(3.0D至4.0D)发展的过程中逐渐合并为经典单股射流。该文可为新型水下无桨推进器喷头的设计提供参考。



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