泵喷推进器设计、分析与试验

目录序前言第1章 绪论11.1 泵喷推进器简介11.2 泵喷推进器研究进展21.2.1 泵喷推进器应用现状21.2.2 泵喷推进器设计研究现状31.2.3 泵喷推进器水动力研究现状41.2.4 泵喷推进器水动力噪声研究现状71.3 泵喷推进器发展趋势9第2章 泵喷推进器水动力设计112.1 水动力设计原理112.1.1 水动力设计方案112.1.2 转子设计原理112.1.3 定子与导管设计原理142.2 泵喷推进器导管设计162.3 泵喷推进器转子设计172.3.1 叶片外形设计方法172.3.2 转子主参数选取182.3.3 转子叶片设计192.4 泵喷推进器定子设计272.4.1 定子设计原则与方法272.4.2 修正系数法定子设计282.5 泵喷推进器设计实例342.5.1 叶剖面坐标转换342.5.2 泵喷推进器三维几何36第3章 泵喷推进器流场计算方法383.1 数值计算基础理论383.1.1 控制方程383.1.2 控制方程雷诺时均封闭方法383.1.3 控制方程空间过滤封闭方法403.1.4 湍流建模423.2 流场数值模拟方法与验证443.2.1 泵喷推进器模型443.2.2 计算域和网格483.2.3 数值模拟方法验证503.2.4 网格和时间步无关性验证513.3 湍流模型对泵喷推进器流场计算的影响563.3.1 网格影响563.3.2 湍流建模影响57第4章 泵喷推进器流场特性604.1 泵喷推进器水动力性能604.1.1 敞水性能604.1.2 泵喷推进器推力脉动604.2 泵喷流场涡系654.2.1 流场涡系结构654.2.2 涡系结构演化704.2.3 转子-定子干扰流场724.3 泵喷流场模态分析754.3.1 流场模态分析理论754.3.2 尾流场DMD分析824.3.3 定子流场DMD分析944.3.4 流场SPOD分析98第5章 导管对泵喷推进器流场影响1095.1 导管参数1095.2 不同导管水动力特性1115.2.1 水动力性能1115.2.2 转子和导管的推力脉动1185.3 不同导管泵喷流场1225.3.1 导管和转子表面压力1225.3.2 导管绕流场1265.3.3 流场涡系演化1335.3.4 流场压力脉动136第6章 定子对泵喷推进器流场影响1416.1 定子设计参数1416.2 不同定子泵喷水动力特性1446.2.1 敞水性能1446.2.2 非定常脉动特性1496.3 定子对泵喷推进器噪声影响1546.3.1 转子-定子间距1546.3.2 定子弦长1586.3.3 定子后倾角1596.3.4 定子侧斜1616.3.5 定子预旋角1636.4 不同定子参数下流场1656.4.1 定子和转子周围流场1656.4.2 不同定子参数下涡系1726.4.3 速度和压力脉动特性177第7章 泵喷推进器流噪声特性1817.1 流噪声数值模拟方法1817.1.1 声压级1817.1.2 声类比和FW-H方程1817.2 流噪声数值模拟方法验证1827.2.1 圆柱-翼型干涉噪声实验数值验证1827.2.2 不同湍流模型流噪声1847.3 流噪声数值计算结果及其特性1867.3.1 计算设置1867.3.2 频谱基本特性1867.3.3 指向性1917.3.4 来流速度影响1927.3.5 转速影响195第8章 泵喷推进器锯齿尾缘导管降噪1978.1 锯齿尾缘导管降噪影响1978.1.1 锯齿尾缘结构1978.1.2 齿数影响1988.1.3 齿长影响2028.2 锯齿尾缘导管降噪机理2068.2.1 齿数对涡和脉动压力的影响2068.2.2 齿长对涡和脉动压力的影响2118.2.3 锯齿结构对敞水性能的影响2148.2.4 工况对降噪效果的影响2168.3 锯齿结构降噪机理分析219第9章 泵喷推进器模型试验2259.1 试验准备2259.1.1 试验模型2259.1.2 试验环境和设备2259.1.3 模型安装和测试2269.2 试验结果2279.2.1 敞水性能2279.2.2 流场测试结果2299.2.3 噪声测试结果234参考文献241