一、导管桨的流动分析与性能预测（论文文献综述）
毛翼轩,王英铸,李涛,于凯,胡健[1]（2021）在《不对称导管对船后桨空化性能的影响》文中研究指明不对称导管作为节能附体的一种,研究其节能机理在现在船舶工业中具有重要意义。通过对是否加装不对称导管的船-桨一体化模型的水动力、空化进行数值模拟,研究不对称导管对船后桨空化性能的影响。研究中选取了SST k-ω湍流模型模拟流场中的流动情况,采用Schnerr-Sauer空化模型模拟船后桨的空化。通过E779A螺旋桨空化的数值模拟与试验结果的对比,验证空化模型和数值方法的准确性。对比分析了有无不对称导管的船后桨的空化性能。计算结果表明:加装不对称导管后,船后桨旋转一周内桨叶上的单位推力空化面积变化更小,空化分布更加均匀,船后桨的空化性能得到了较大的改善。
赵鑫[2]（2020）在《叶环电驱桨的反厚度规律设计及综合性能分析》文中研究说明船舶的推进系统经过多年的发展,逐步出现了多种新型的水下推进器,其中,电力推进方式作为全船电气化要重点解决的问题之一,更是成为了热门的研究方向。叶环电驱桨是一种将永磁电机集成安装在导管桨的导管中的新型电力水下推进器,采用桨叶和电机转子一体化结构——叶环,来驱动螺旋桨工作,无需传统的轴系连接,通过海水进行水润滑和冷却。结构紧凑、振动和噪声小、功率密度高、布置灵活等优点决定叶环电驱桨成为水下推进器的研究热点。本文提出了一种新的适用于叶环电驱桨的桨叶厚度分布设计方法——反厚度规律设计法,设计了反厚度规律桨,并且采用ANSYS-CFX以及WORKBENCH平台,基于求解RANS的方法和Lowson方法对基准桨和反厚度规律桨的水动力性能、强度、空化和噪声性能进行了预报和分析,验证了反厚度规律桨叶环电驱桨有更优越的综合性能。具体研究内容如下:首先,研究了导管与叶环间隙、导管形状对叶环电驱桨的影响,发现叶环间隙为1mm时,叶环电驱桨的水动力性能较好。选取四种导管形状进行计算,对比结果发现,导管前缘和尾缘形状分别对桨叶、导管推力特性影响较大。导管尾缘上部曲线下垂形式能提升叶环电驱桨性能。其次,提出反厚度规律设计法,基于Ka4-50桨设计了反厚度规律桨,并对其做无轴化处理,得到有轮轴和无轮轴反厚度规律桨叶,对三种桨进行水动力分析和不同支撑方式对强度影响研究。结果表明:无轮轴反厚度规律桨的推力和扭矩均为最大,敞水效率也最高。叶环支撑方式下的反厚度规律桨可以有效地提高叶环电驱桨的强度性能,无轮轴反厚度规律桨最大变形区域更小,有着较为优越的强度性能。再次,对不同桨叶的空化性能进行了计算,从空泡分布情况和空化推力特性对比发现,无轮轴反厚度规律桨下叶环电驱桨空泡分布情况更好,由于没有轮毂涡,传递涡量较少,耗散能量少,产生更大的推力,得到更好的空化性能。最后,对三种桨叶下叶环电驱桨无空化噪声进行计算预报,从最大推力点、最高效率点、载荷噪声与厚度噪声对比以及声压级指向性进行噪声性能分析,发现无轮轴反厚度规律桨的总声压级和声功率级最小;载荷噪声对总声压级占主要贡献,而反厚度规律桨的载荷噪声要更小。总声压级整体形状呈“8”字形,桨轴方向最大,无轮轴反厚度规律桨总声压级在任意方向均最小,其无空化噪声性能更为优越。从数值计算的结果来看,本文提出的反厚度规律设计法可以有效的提升叶环电驱桨的水动力性能、强度、空化和噪声性能。
周运凯[3]（2020）在《水下泵喷推进器设计方法与数值优化研究》文中研究表明泵喷推进器作为一种研究起步相对较晚的推进器,主要运用于军事领域,因其隐蔽性以及优良性能逐渐受到研究者的关注。随着近几年军转民的推进,泵喷也开始运用在中小型水下航行体上。但出于保密性和复杂性,国内外关于此的文献很少,所以对其进行设计理论、性能方面研究有利于民用中小型水下航行体的发展。本文是在国家重点研发项目“叶片泵多目标水力设计方法及气液两相增压输送关键技术”（2018YFB0606103）的资助下,利用正问题设计和反问题设计方法分别对泵喷推进器进行了设计,分别从设计方法基本原理、设计流程、数值模拟计算以及优化设计等方面展开,进行了对比分析,获得了更适合中小型航行体的泵喷推进器设计方法,本文主要研究内容及成果如下所示:1.阐述了泵喷研究的背景及意义,并从正问题设计和三维反问题设计两个方面总结归纳了相关设计理论及其水动力性能研究的发展与国内外研究现状。2.从正问题设计角度,首先推导出了升力法与升力线法的相关基本方程,构建了转子设计流程,并对定子和导管也进行了设计,根据设计目标要求,获得了两种方法得到的泵喷相关参数与模型。3.对这两种模型进行了结构化网格的划分以及网格无关性分析,验证了数值模拟可靠性,随后进行了数值模拟,结果表明:相比于通过升力线法得到的泵喷,升力法得到的泵喷,在中低航速下效率更高,其最高效率也更高,达到67.48%,二者高效区范围（η>60%）大小几乎相同;从压力分布特性看,升力法设计的叶片更能延缓空泡现象产生,流体加速后在通道内融合程度更高,流动更加均匀,但对流体加速效果更不明显;从速度分布特性看,升力法得到的泵喷内流场更稳定,湍动能更小,从而能量损失更小,且喷出的射流相对较均匀,而升力线法得到的泵喷出口速度更大,产生推力也更大。由于本文是对应用于中小型水下航行体的泵喷进行研究,更侧重中低航速下工作,且出于对抗空泡能力和稳定性的考虑,因此选择了升力法得到的泵喷进行后续研究工作。4.基于Isight平台对升力法得到的模型进行了正问题优化工作,利用编写的脚本文件对UG、ICEM和CFX等软件进行了集成,并选择了PSO算法,选取J（28）.106和J（28）1.17两种工况进行了自动优化,得到了以下结果:（1）相比优化前泵喷结构来说,优化后的转子轮毂比由0.4变为0.45,转子安放角度由64.9o变为69.66o,叶顶间隙由1mm变为1.9mm,转定子间隔由26.8mm增加到33.49mm,而定子部分安放角由77o增加到82o。（2）在水动力性能方面,相比于优化前,优化后泵喷选取得两种工况效率加权平均比优化前提高5.372%,最高效率提高了5.14%,推力加权平均提高5991.6N,提高约224.8N,在选中的工况下推力最大提升250N,且优化后泵喷整体推力系数及效率曲线整体向大进速方向偏移,最优工况点也稍稍偏移,高进速下效率下降变缓,这也使泵喷高效范围得到一定的拓宽。（3）在三维复杂流场方面,优化后的叶片进口边相比优化前更不易产生空泡,对流体加速作用提高,使流体获得的能量更高,加速后流体与主流融合程度更深、更均匀,产生的轴向速度相对更高,内部流场变得更加稳定,湍动能更小。5.利用三维反问题设计方法进行了泵喷推进器的设计,确定了三维流动的速度场,根据前文设计参数及目标完成了泵喷推进器设计。之后对模型进行了数值模拟,将其结果与正问题优化设计的结果进行了对比与分析,结论如下:（1）反问题设计法得到的泵喷推力更大,且定子产生负推力的工况点向大进速方向偏移,转定子匹配性更好。效率更高,最高效率为78.56%,比正问题优化设计得到的高出5.94%,高效区更宽且在中航速下效率值更加稳定。（2）反问题设计法得到的叶片压力在进口边处更易发生空泡现象,但易发生空泡区域相对更小,叶片对流体加速,使流体获得的能量更大,产生的推力更大,流体经过其作用后流速更高,与主流融合程度更高,更加高效。（3）反问题设计方法得到的泵喷能够产生更高的出口速度,且速度也更加稳定,尤其是在中高航速下表现更为优异。但是相比之下,内流场变得更加复杂,增加了其湍动能,从而能量损失也会较高。综上,针对中小型水下航行体使用的泵喷推进器,若侧重大推力和高效率,则选用反问题设计方法进行设计,若侧重稳定性及抗空泡性能,则采用正问题优化设计方法。
毛翼轩[4]（2020）在《不对称导管对船后螺旋桨性能的影响研究》文中认为随着绿色船舶理念的深入人心,船舶的节能减排受到全世界的重视。其中,加装节能附体作为节能减排技术的一种,对其进行研究具有重要意义。本文的研究对象为根据船尾的伴流场所设计的一种新型节能附体-不对称导管。通过对是否加装不对称导管的船-桨一体化模型的水动力、空化和噪声性能进行数值模拟,研究不对称导管对船后桨的性能的影响。首先,本文对有无自由液面的KCS裸船模型进行了数值模拟,并将考虑自由液面的计算值和试验值进行对比,验证了计算方法的有效性。然后对比分析有无自由液面的裸船的桨盘面轴向伴流,结果表明,有无自由液面的船后桨盘面处的轴向伴流分布基本一致,因此在计算中可以不考虑自由液面。其次,本文用STARCCM+软件对船-桨一体化模型的水动力性能进行计算,并将计算值和试验值进行对比。然后对船-桨-不对称导管一体化模型的水动力性能进行数值模拟并进行对比分析。研究不对称导管对船后螺旋桨的水动力、螺旋桨表面的压力分布、桨前近盘面、桨盘面和桨后近盘面的轴向伴流以及船后桨产生的尾涡的影响。并通过探讨加装不对称导管后的船后桨推力和扭矩的脉动幅值变化,研究不对称导管对桨叶振动的影响。然后对斜流中的工况进行分析,研究不对称导管在斜流中对船后桨的影响。然后,本文采用Schnerr-Sauer空化模型对E779A螺旋桨的空化性能进行了数值模拟,并和试验值进行了对比,验证了空化模型的可行性。然后对船-桨一体化模型和船-桨-不对称导一体化模型的船后桨空化进行数值模拟,得出船后桨的空化和敞水螺旋桨的空化的一般规律。并研究加装不对称导管后的船后螺旋桨的空化面积的变化。最后使用STARCCM+软件中的声学模块对船-桨一体模型的船后桨噪声和船-桨-不对称导管一体模型的船后桨噪声进行了数值模拟,并对不加不对称导管的船后桨、加装不对称导管的船后桨的声压级频谱曲线、声压级指向性曲线和整体噪声水平进行探讨,研究不对称导管对船后桨噪声水平的影响。
张力为[5]（2019）在《导管螺旋桨的空化及噪声性能数值分析》文中认为随着船舶向大型化、高速化发展,推进器负荷越来越重,导管桨的空化问题往往较难避免,随之而来的水动力性能下降、剥蚀严重、振动加剧还有辐射噪声等问题都将大大影响船舶的推进性能和整个系统的安全可靠性,对舰船隐身性提出了巨大的挑战。因此本文基于RANS方法对导管螺旋桨的水动力、空化和噪声性能进行了数值研究,对导管螺旋桨综合性能的提升具有重要的意义,同时可以为空化诱导产生的噪声、振动和剥蚀等问题提供一定的数值和理论支撑。本文首先应用STAR-CCM+计算软件,基于雷诺平均纳维-斯托克（RANS）方法结合两方程湍流模型,采用基于压力耦合的粘性求解器,针对导管螺旋桨的敞水性能进行了数值模拟,并以在武汉理工大学拖曳水池进行的敞水试验结果为基准,进行了网格无关性的验证以及湍流模型预报精度的比较分析。结果表明:在现有网格划分形式下,当y+≈40时,基于RANS方法和Realizable k-?湍流模型的敞水性能其数值结果具有一定精度,可以应用在工程实践中。其次,在给定轴向试验伴流下,基于非定常RANS方法对导管桨非定常水动力性能进行了计算,结合VOF两相流模型和Schnerr-Sauer空化模型对其空化性能进行了计算,并与空泡水筒试验结果进行对比,验证了空化模拟数值计算方法的正确性和可靠性;对其空泡形态、水动力性能以及由空化诱导的船底压力脉动进行了分析。在空化发生时,导管桨的水动力性能有所下降,总体推力和扭矩波动幅度较大;靠近导管前缘的监测点压力幅值最大,固定测点的压力脉动一阶幅值处于安全范围内。随后,本文基于扇声源法和脉冲球形气泡理论,对导管桨的无空化负载噪声、空化负载噪声和空化辐射噪声分别进行了计算。首先运用CFD手段结合扇声源法计算了INSEAN E779A桨的负载噪声,并与文献中提供的参考值进行对比,验证了本文采用计算方法的有效性;随后运用该方法对导管螺旋桨无空化负载噪声和空化负载噪声进行了对比,发现空化负载噪声比无空化负载噪声较小,但其声指向性并没有太大变化;最后运用脉冲球形气泡理论对空化工况产生的单极子噪声进行了数值预报。结果表明:发生空化后,空化辐射噪声远大于桨叶负载噪声,成为导管螺旋桨的主要噪声源。
张凯,叶金铭,于安斌,王友乾[6]（2019）在《基于导管凹槽结构的泵喷推进器梢部流动控制研究综述》文中指出为了抑制泵喷推进器梢空化,减小辐射噪声,类比航空发动机处理机匣原理,将处理机匣技术应用到泵喷推进器上.针对此方法的应用,分析了航空发动采用处理机匣技术取得的成效和泵喷推进器梢涡空化的研究现状,讨论了将处理机匣技术应用到泵喷推进器中方法的可行性和研究内容.
彭云龙,王永生,易文彬,刘承江,魏应三[7]（2017）在《系泊工况下调距导管桨水力性能预报》文中指出在验证所用数值计算方法可信性基础上,采用CFX软件对某艏辅推调距导管桨设计螺距和系泊工况螺距的水动力性能进行了有效预报,并对系泊工况装船桨性能行了分析。结果表明:系泊工况下,由于导管桨的抽吸作用在导管外壁近壁面区域存在与导管内部流动方向相反的逆向流动,且小螺距角系泊工况时导管桨尾流场轴向速度梯度分布更不均匀,受叶片形状影响明显,此时桨叶与导管的推力之比约为1.2∶1;装船后,推进器受船体和支架伴流影响,与系泊工况敞水性能相比桨叶推力增大,力矩增大;收放支架阻力约为导管桨产生推力的10%。
彭云龙,王永生,刘强,易文彬,刘承江,魏应三[8]（2017）在《某调距导管桨系泊工况水力性能和流激直发声预报》文中进行了进一步梳理采用经验证的计算流体力学方法,对某艏辅推调距导管桨设计螺距和系泊工况螺距的水动力性能进行了有效预报,并对系泊工况装船桨流激噪声进行了分析。系泊工况下,由于导管桨的抽吸作用在导管外壁近壁面区域存在与导管内部流动方向相反的逆向流动,且导管桨尾流场速度梯度分布不均匀、流动紊乱,此时桨叶与导管的推力之比约为1.2∶1。系泊工况船+桨的瞬态流场脉动信息表明,导管桨各部件噪声源强度均表现出从1倍到4倍叶频依次下降的规律,最强幅值集中在桨叶导边和导管内壁;在远场声源级频谱曲线中轴向测点线谱较高峰值位置体现出导管桨进流流场的流动特性。对比分析该艏辅推整体和各部件宽带声源级指向性,可知旋转部件（桨叶、桨榖）对总噪声级的贡献较大,静止部件是径向测点噪声的主要贡献源。
王雪豹[9]（2017）在《喷水推进器内部流动特性研究》文中提出随着“中国制造2025”的提出,海洋工程装备及高技术船舶已经成为我国的一个重要课题。同时,船舶推进方式的不断发展使得喷水推进技术在新型船舶系统中广泛使用。喷水推进具有传动机构简单、船外附件少、噪声小、变工况能力强以及附体阻力小等优点。自航行时,船舶的航速和喷水推进泵的转速决定了喷水推进器的运行工况。分析不同航速以及泵转速对喷水推进器内部流动的影响,对不同工况下推进器内部流动状态进行展示,进而分析其对压力脉动以及空化的影响,对喷水推进器的稳定运行与减振降噪具有重要意义。本文依托江苏省自然科学基金项目“高性能船用喷水推进系统流动特性及超推力机理研究”（BK20151342）,以对旋轴流式喷水推进器为研究对象,采用计算流体力学方法,具体分析了对旋轴流式喷水推进器流动特性包括非定常流动与空化流动。主要内容和创新点如下:（1）系统的总结了国内外关于喷水推进器的研究现状,并对旋转机械内部流动、空化以及压力脉动的国内外研究现状进行了总结分析。选取对旋轴流式喷水推进泵作为喷水推进器的核心部件,对比了不同的湍流模型与空化模型,选择了SST湍流模型以及Zwart空化模型并进行了适当程度的修正。使用数值计算软件对喷水推进器进行网格划分、网格无关性检验以及边界条件设置。（2）以均匀进流时喷水推进泵不同工况下的流动特性为参照,对喷水推进器进行了不同航速及转速下的定常流动模拟。通过对不同过流断面处压力与速度分布进行分析,得出航速变化对首级叶轮前后流动影响较大,速度与压力分布不均匀。受非均匀进流逐渐减弱的影响,次级叶轮及导叶处流动受航速影响较小。随着航速的增加,推进器进水流道扰动剧烈,诱发二次流并与主流叠加,构成复杂的螺旋流动,导致进入叶轮的流体不均匀。转速的增加则使得推进器内流动不均匀度降低,在部分工况下进水管内无旋涡产生（3）在喷水推进器中间截面以及叶轮进流面附近设置监测点,以设计工况下喷水推进泵相同位置处压力脉动作为参照,对比分析了不同航速下推进器各监测点处脉动分布情况。结果表明:两级叶轮的叶片通过频率对推进器两级叶轮流道内压力脉动产生较大影响;导叶与次级叶轮之间动静干涉作用也会导致次级叶轮流道内脉动变化;两级叶轮轮缘处脉动特性受两级叶轮和导叶共同影响,并与监测点位置以及航速有关。（4）基于数值计算方法,对喷水推进器进行了空化条件下的数值计算,分析了喷水推进器运行时内部空化流场。研究表明:在高转速下运行时,对旋轴流式喷水推进器首级叶轮处会产生空化,且随着转速的增加,空化现象愈加明显;受非均匀进流的影响,次级叶轮流道内上半部压力大于下半部,因此下半部流道内的叶片空化更为严重。空化严重时,导叶进口处以及首级叶轮间隙处出现了空化脱落。不同空化工况下,次级叶轮吸力面上均无空泡产生,表明采用对旋轴流结构的喷水推进器具有较好的空化性能。
吴湘荣,王永生,蒋超[10]（2016）在《导管螺旋桨敞水性能数值计算方法研究》文中认为为实现快速预报导管螺旋桨敞水性能曲线,利用CFD流体计算软件对导管螺旋桨敞水试验进行数值模拟。将计算结果绘制成的敞水性能曲线与实验结果进行比较,并对导管螺旋桨的敞水性能进行分析,验证数值模拟计算方法的可行性与准确性。分析螺旋桨敞水工作时的推力、力矩及敞水效率的变化特点发现,随着进速的增大,导管产生的推力不断减小并在高航速下转化为阻力。研究该导管桨在系泊工况下的敞水性能指标,对系泊工况边界条件的设置进行改进。
二、导管桨的流动分析与性能预测（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、导管桨的流动分析与性能预测（论文提纲范文）
（1）不对称导管对船后桨空化性能的影响（论文提纲范文）
| 1 数学模型和计算条件 |
| 1.1 数学模型 |
| 1.2 计算条件 |
| 2 螺旋桨的空化性能研究 |
| 2.1 计算条件 |
| 2.2 计算结果 |
| 3 计算结果与分析 |
| 4 结论 |
（2）叶环电驱桨的反厚度规律设计及综合性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 叶环电驱桨发展概况 |
| 1.3 叶环电驱桨性能研究现状 |
| 1.3.1 水动力性能计算方法及研究现状 |
| 1.3.2 桨叶强度研究现状 |
| 1.3.3 螺旋桨空化及噪声研究现状 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 数值模拟方法及验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟方法及控制方程 |
| 2.2.1 CFD技术简介 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.3 电驱桨建模及计算域划分 |
| 2.3.1 几何模型 |
| 2.3.2 计算域网格划分 |
| 2.3.3 边界条件的设定 |
| 2.4 水动力数值验证 |
| 2.4.1 计算参数 |
| 2.4.2 Ka-19A导管桨验证 |
| 2.4.3 电驱桨样机试验结果与数值结果的对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 导管对叶环电驱桨水动力性能的影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算设置 |
| 3.3 不同导管间隙研究 |
| 3.4 不同导管形状研究 |
| 3.4.1 导管形状的设计 |
| 3.4.2 整体敞水性能对比 |
| 3.4.3 导管与桨叶水动力性能分析 |
| 3.4.4 流场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 反厚度规律桨设计与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反厚度规律桨设计 |
| 4.3 翼型重构设计 |
| 4.4 两种反厚度规律桨叶建模及网格划分 |
| 4.5 反厚度规律桨性能分析 |
| 4.5.1 反厚度规律桨与基准桨水动力性能对比 |
| 4.5.2 不同支撑方式对电驱桨强度影响分析 |
| 4.5.3 两种反厚度规律桨强度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 叶环电驱桨空化性能分析 |
| 5.1 空化模型 |
| 5.2 计算参数设置和求解 |
| 5.2.1 边界条件和求解参数设置 |
| 5.2.2 非定常计算设置 |
| 5.3 空化性能分析 |
| 5.3.1 空泡分布情况 |
| 5.3.2 空化推力特性 |
| 5.3.3 结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 叶环电驱桨噪声性能分析 |
| 6.1 基于ANSYS-CFX的水动力噪声预报原理 |
| 6.2 噪声计算参数设置 |
| 6.3 无空化噪声性能分析 |
| 6.3.1 最大推力点噪声性能 |
| 6.3.2 最高效率点噪声性能 |
| 6.3.3 载荷和厚度噪声对比 |
| 6.3.4 声压级指向性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）水下泵喷推进器设计方法与数值优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 设计理论研究现状 |
| 1.2.1 正问题设计 |
| 1.2.2 反问题设计 |
| 1.3 泵喷推进器水动力性能研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 泵喷推进器正问题设计方法 |
| 2.1 推进器基本原理 |
| 2.2 升力法设计 |
| 2.2.1 升力法基本原理 |
| 2.2.2 泵喷推进器转子设计参数及流程 |
| 2.3 基于螺旋桨升力线理论设计方法 |
| 2.3.1 升力线基本原理 |
| 2.3.2 升力线设计参数及流程 |
| 2.4 定子及导管系统设计 |
| 2.4.1 定子的设计原则及步骤 |
| 2.4.2 导管部分设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 泵喷推进器正问题流场计算与分析 |
| 3.1 数值模拟原理 |
| 3.1.1 基本控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 离散及求解 |
| 3.2 泵喷推进器数值计算模型和方法 |
| 3.2.1 泵喷推进器模型建立 |
| 3.2.2 计算域选取 |
| 3.2.3 计算域网格划分以及网格无关性分析 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.3 数值计算结果与分析 |
| 3.3.1 泵喷推进器水动力性能计算结果对比 |
| 3.3.2 泵喷推进器压力分布特性对比 |
| 3.3.3 泵喷推进器速度分布特性对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Isight的泵喷推进器正问题优化 |
| 4.1 优化算法及参数选择 |
| 4.1.1 优化算法 |
| 4.1.2 优化参数及目标 |
| 4.2 自动化平台搭建 |
| 4.2.1 三维建模模块集成 |
| 4.2.2 ICEM网格划分模块集成 |
| 4.2.3 CFD数值计算模块集成 |
| 4.3 优化结果分析 |
| 4.3.1 性能对比 |
| 4.3.2 内流场对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泵喷推进器三维反问题设计 |
| 5.1 三维反问题设计基本原理 |
| 5.2 三维反问题设计方法基本流程 |
| 5.3 反问题设计方案计算结果及对比分析 |
| 5.3.1 网格划分 |
| 5.3.2 水动力性能计算结果分析 |
| 5.3.3 压力特性对比分析 |
| 5.3.4 速度特性对比分析 |
| 5.3.5 空化性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文 |
（4）不对称导管对船后螺旋桨性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 问题的提出 |
| 1.1.2 不对称导管的设计理念 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 节能附体研究现状 |
| 1.2.2 导管螺旋桨的研究现状 |
| 1.3 主要工作 |
| 第2章 基于STAR-CCM+的船尾伴流场数值模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFD方法简介 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 数值计算方法 |
| 2.3 STAR-CCM+计算船尾伴流场 |
| 2.3.1 计算域和网格划分 |
| 2.3.2 数值计算结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 不对称导管对船后螺旋桨水动力性能的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不对称导管的模型 |
| 3.3 KCS船-桨一体化模型计算 |
| 3.3.1 计算模型及计算域的建立 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 网格收敛性分析 |
| 3.3.4 KCS船-桨一体水动力性能分析 |
| 3.4 KCS船-桨-不对称导管一体化模型计算 |
| 3.4.1 计算模型及计算域的建立 |
| 3.4.2 网格划分 |
| 3.5 不对称导管对船后桨水动力性能的影响研究 |
| 3.5.1 不对称导管对船后桨水动力的影响研究 |
| 3.5.2 不对称导管对船后桨表面压力的影响研究 |
| 3.5.3 不对称导管对船后桨伴流的影响研究 |
| 3.5.4 不对称导管对船后桨尾涡的影响研究 |
| 3.5.5 不对称导管对船后桨脉动力的影响研究 |
| 3.5.6 斜流中不对称导管对船后桨脉动力的影响研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 不对称导管对船后螺旋桨空化的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值计算模型 |
| 4.2.1 Schnerr-Sauer空化模型 |
| 4.3 螺旋桨空化性能研究 |
| 4.3.1 计算域和网格划分 |
| 4.3.2 数值计算结果 |
| 4.4 船后桨空化性能研究 |
| 4.5 不对称导管对船后桨空化性能的影响研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 不对称导管对船后螺旋桨噪声的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学模型 |
| 5.3 船-桨一体化模型的船后桨噪声的计算 |
| 5.4 不对称导管对船后桨噪声的影响研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）导管螺旋桨的空化及噪声性能数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及分析 |
| 1.2.1 导管螺旋桨水动力性能研究现状 |
| 1.2.2 螺旋桨空化问题的研究现状 |
| 1.2.3 螺旋桨噪声研究现状 |
| 1.2.4 与本课题相关噪声研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 导管桨空化及噪声数值模拟方法 |
| 2.1 基本控制方程 |
| 2.2 湍流模拟方法 |
| 2.2.1 雷诺平均N-S方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 多相流模型 |
| 2.4 空化模型 |
| 2.5 旋转运动模拟方法 |
| 2.6 螺旋桨预报方法 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 导管螺旋桨敞水性能数值计算 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 导管螺旋桨几何模型 |
| 3.1.2 数值模型 |
| 3.2 导管桨敞水试验 |
| 3.3 导管桨敞水性能数值计算与对比 |
| 3.3.1 网格无关性验证 |
| 3.3.2 不同湍流模型敞水性能比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 导管螺旋桨非定常空化数值模拟 |
| 4.1 导管桨空泡试验 |
| 4.2 计算模型 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 桨叶空泡形态 |
| 4.3.2 导管螺旋桨推力及扭矩分析 |
| 4.3.3 导管桨诱导压力脉动的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 导管螺旋桨噪声数值模拟 |
| 5.1 噪声数值计算方法验证 |
| 5.1.1 E779A桨敞水数值验证 |
| 5.1.2 E779A螺旋桨噪声数值验证 |
| 5.2 导管螺旋桨无空化负载噪声计算 |
| 5.2.1 计算前处理 |
| 5.2.2 不同进速系数下噪声结果分析 |
| 5.2.3 无空化和空化负载噪声比较 |
| 5.3 导管桨空化辐射噪声 |
| 5.3.1 球形空泡辐射理论 |
| 5.3.2 计算结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 学位期间发表的论文和参加科研情况 |
（6）基于导管凹槽结构的泵喷推进器梢部流动控制研究综述（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 国内外研究现状 |
| 1.1 泵喷推进器梢涡及空化研究 |
| 1.2 航空发动机梢涡控制研究 |
| 1.3 转子叶梢漩涡流场被动控制的研究进展 |
| 2 导管凹槽初步计算结果 |
| 1) 凹槽形式 |
| 2) 数值计算方法 |
| 3) 数值初步计算结果 |
| 3 尚需解决的问题 |
| 3.1 网格数量过多 |
| 3.2 泵喷梢涡缺乏试验数据 |
| 3.3 梢隙流动处理和梢涡流动精细化数值计算研究 |
| 3.4 导管内壁凹槽对转子梢涡影响机理和影响规律研究 |
| 4 结 论 |
（7）系泊工况下调距导管桨水力性能预报（论文提纲范文）
| 1 数值计算方法及验证 |
| 1.1 控制方程 |
| 1.2 湍流模型 |
| 1.3 数值计算方法验证 |
| 2 某艏辅推调距导管桨敞水性能数值模拟 |
| 2.1 设计螺距敞水性能预报 |
| 2.2 系泊工况下敞水性能预报 |
| 3 艏辅推导管桨系泊工况“船+桨”流场模拟 |
| 4 结论 |
（8）某调距导管桨系泊工况水力性能和流激直发声预报（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数值计算方法及验证 |
| 3 某艏辅推调距导管桨敞水性能数值模拟 |
| 3.1 设计螺距敞水性能预报 |
| 3.2 系泊工况敞水性能预报 |
| 4 艏辅推导管桨系泊工况船+桨流场模拟 |
| 5 船+桨系泊工况流激直发声预估 |
| 6 结论 |
（9）喷水推进器内部流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 喷水推进器内部流动研究现状 |
| 1.2.2 非定常流动研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值计算模型与方法 |
| 2.1 数值计算方法 |
| 2.1.1 空化流动基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 空化模型 |
| 2.2 数值计算模型 |
| 2.2.1 喷水推进泵与喷水推进器 |
| 2.2.2 喷水推进泵模型 |
| 2.2.3 喷水推进器数值模型 |
| 2.2.4 网格划分以及无关性检验 |
| 2.2.5 边界条件设置 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 喷水推进器流动分析 |
| 3.1 喷水推进泵流动特性分析 |
| 3.2 喷水推进器性能分析 |
| 3.3 喷水推进器不同航速下流动分析 |
| 3.3.1 喷水推进器内速度与压力分布分析 |
| 3.3.2 不同航速下进水管内流动分析 |
| 3.3.3 进水管内螺旋流分析 |
| 3.4 喷水推进器不同转速下流动分析 |
| 3.4.1 不同转速下推进器内部速度分析 |
| 3.4.2 不同转速下进水管内流动分析 |
| 3.5 进水管内无旋涡区工况分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 喷水推进器压力脉动数值模拟 |
| 4.1 压力脉动计算方法 |
| 4.1.1 监测点设置 |
| 4.1.2 非定常设置 |
| 4.2 压力脉动结果分析 |
| 4.2.1 喷水推进泵压力脉动分析 |
| 4.2.2 喷水推进器中间截面压力脉动结果分析 |
| 4.2.3 喷水推进器两级叶轮轮缘间隙脉动结果分析 |
| 4.2.4 喷水推进器沿轴线方向脉动分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 喷水推进器内部空化流动数值分析 |
| 5.1 空化基础理论 |
| 5.2 喷水推进器空化研究 |
| 5.2.1 两级叶轮叶片空泡体积分数分析 |
| 5.2.2 流道内空泡分布分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表成果 |
四、导管桨的流动分析与性能预测（论文参考文献）
- [1]不对称导管对船后桨空化性能的影响[J]. 毛翼轩,王英铸,李涛,于凯,胡健. 哈尔滨工程大学学报, 2021
- [2]叶环电驱桨的反厚度规律设计及综合性能分析[D]. 赵鑫. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]水下泵喷推进器设计方法与数值优化研究[D]. 周运凯. 江苏大学, 2020(02)
- [4]不对称导管对船后螺旋桨性能的影响研究[D]. 毛翼轩. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [5]导管螺旋桨的空化及噪声性能数值分析[D]. 张力为. 武汉理工大学, 2019(07)
- [6]基于导管凹槽结构的泵喷推进器梢部流动控制研究综述[J]. 张凯,叶金铭,于安斌,王友乾. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2019(01)
- [7]系泊工况下调距导管桨水力性能预报[J]. 彭云龙,王永生,易文彬,刘承江,魏应三. 海军工程大学学报, 2017(04)
- [8]某调距导管桨系泊工况水力性能和流激直发声预报[J]. 彭云龙,王永生,刘强,易文彬,刘承江,魏应三. 计算力学学报, 2017(03)
- [9]喷水推进器内部流动特性研究[D]. 王雪豹. 江苏大学, 2017(01)
- [10]导管螺旋桨敞水性能数值计算方法研究[J]. 吴湘荣,王永生,蒋超. 舰船科学技术, 2016(11)