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题名基于主动射流方法的椭圆水翼梢涡空化抑制研究
被引量：1
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作者
刘亢
曹留帅
万德成
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机构
上海交通大学船海计算水动力学研究中心
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2023年第4期175-185,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52001210,52131102)。
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文摘
[目的]梢涡空化会产生压力波动和流动噪声,预测梢涡空化的初生和发展过程,了解其作用机理并加以抑制是船舶螺旋桨与旋转机械亟待解决的问题。[方法]以剖面为NACA 0012翼型的椭圆水翼为研究对象,基于IDDES湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,分别在全湿流和空泡流两种工况下对水翼梢涡及其空化现象进行模拟,分析水翼梢涡及其空化之间的相互作用特性。进一步,通过主动射流方法控制水翼梢涡空化,并对比两种开孔射流方式,即垂向射流和侧向射流的作用效果。[结果]以梢涡体积作为空泡抑制的判断标准,与无射流工况对比,垂向射流工况对空泡的抑制效果可达到8.09%;而在侧向射流工况下,射流对空泡的抑制效果更加明显,达到了10.47%。结果证明两种主动射流方式均可以有效抑制梢涡空化。[结论]通过机理分析发现,垂向射流会影响水翼梢涡入射流的流速及流向,提高梢涡湍动能的耗散项,从而降低水翼的梢涡强度;而在侧向射流工况下,射流则直接作用于梢涡,所携带的能量极大地破坏了水翼的梢涡结构,从而大大降低了梢涡空化现象的产生。
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关键词
椭圆水翼
主动射流
梢涡空化
IDDES
Schnerr-Sauer
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Keywords
elliptical hydrofoil
active water injection
tip vortex cavitation
IDDES
Schnerr-Sauer
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分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于层析PIV的椭圆水翼近尾迹梢涡实验研究
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作者
赵航
佘文轩
高琪
邵雪明
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机构
浙江大学航空航天学院流体动力与机电系统国家重点实验室
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出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期82-91,共10页
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基金
国家自然科学基金(91852204)
国家重点研发计划资助(2020YFA0405700)。
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文摘
梢涡空化作为一种常见的空化现象,广泛存在于水力机械及船舶推进领域。梢涡空化初生与桨叶梢部的旋涡流动密切相关,因此有必要深入研究梢涡流场,揭示其流动特征与空化的内在联系。基于高时间解析度的层析PIV技术,在高速空泡水洞中对椭圆水翼的近尾迹梢涡流场开展了实验研究。结果表明:梢涡在近尾迹区域内存在明显的摆动现象,未考虑旋涡摆动的时间平均会在时均流场中引入额外的误差,因此在梢涡特性的定量研究中有必要滤除旋涡摆动的影响;在水翼脱落剪切层的作用下,涡核中心两侧的切向速度分布明显不对称,且在剪切层与涡核之间存在高速轴向流动区域;梢涡流场中的湍流脉动能量主要集中在涡核内部,且由法向、展向速度脉动主导。结合前人研究,发现法向、展向速度脉动是涡核内部湍流压力脉动的主要来源。
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关键词
椭圆水翼
梢涡
层析PIV
流场测量
涡运动
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Keywords
elliptical hydrofoil
tip vortex
TPIV
flow field measurement
vortex motion
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分类号
O352
[理学—流体力学]
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