检索结果-内蒙古大学图书馆

兵工学报 2025年

作者：王志博顾津菁钱浩城江苏海洋大学海洋工程学院

针对气泡流对于螺旋桨尾流的影响，基于SST k-ω DES湍流模型与体积分数方程，结合滑移网格技术开展了螺旋桨在气泡流中尾流动力学特性的数值研究，对KP505桨绕流数值模型进行了验证，基于多相来流中螺旋桨尾涡的演化机理，提出了螺旋... 详细信息

针对气泡流对于螺旋桨尾流的影响，基于SST k-ω DES湍流模型与体积分数方程，结合滑移网格技术开展了螺旋桨在气泡流中尾流动力学特性的数值研究，对KP505桨绕流数值模型进行了验证，基于多相来流中螺旋桨尾涡的演化机理，提出了螺旋桨尾涡演化模型。研究结果表明：该模型能够较为准确地模拟螺旋桨尾涡的演化过程，对螺旋桨尾流不稳定性的触发机理进行了揭示。径向通气位置影响螺旋桨的翼梢涡和桨毂涡强度与耗散，轴线处通气使桨毂涡膨胀，并使得翼梢涡在远场连通成为涡环；通气位置向翼梢移动，翼梢涡系加速扩张并迅速耗散。研究结果对为螺旋桨设计与制造具有一定的参考价值。

关键词：通气气泡气液两相螺旋桨尾流不稳定性机理数值分析

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螺旋桨尾流-自由叶轮耦合作用的数值模拟

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第10期47卷 82-86,104页

作者：胡健张维鹏哈尔滨工程大学船舶工程学院

为了探讨螺旋桨尾流与自由叶轮的耦合作用,使用SST(剪应力输运)湍流模型对螺旋桨-自由叶轮流场进行数值模拟.使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,使用滑移网格方法实现螺旋桨和自由叶轮的运动.分析了自由叶轮对螺旋桨尾涡的切... 详细信息

为了探讨螺旋桨尾流与自由叶轮的耦合作用,使用SST(剪应力输运)湍流模型对螺旋桨-自由叶轮流场进行数值模拟.使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,使用滑移网格方法实现螺旋桨和自由叶轮的运动.分析了自由叶轮对螺旋桨尾涡的切割作用,对自由叶轮桨叶上受到的脉动压力和应力分布进行分析.数值模拟的结果表明:自由叶轮桨叶表面上的压力具有明显的周期性,这一周期性和螺旋桨推力脉动的周期性相一致;在近导边处,叶背上脉动压力的幅值大于叶面上,而在其他位置,叶面上的脉动压力幅值大于叶背上,叶背上的脉动压力的幅值由导边向随边减少;在不考虑重力的情况下,自由叶轮上的应力分布与自由叶轮表面压力分布一致,而在考虑重力的情况下,应力分布发生改变且应力值增大.

关键词：自由叶轮螺旋桨尾流脉动压力应力尾涡

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螺旋桨尾流场涡流特性研究

螺旋桨尾流场涡流特性研究

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作者：王恋舟哈尔滨工程大学

学位级别：博士

螺旋桨尾流场的涡流特性是一个基础但又十分复杂的流体力学问题,它的复杂性源于其蕴含复杂的漩涡系统,且该漩涡系统会在高速的剪切层流动中不断演化,其流体动力学行为,如由稳定态演变为不稳定态的机理以及复杂工况环境中的流动现象,一... 详细信息

螺旋桨尾流场的涡流特性是一个基础但又十分复杂的流体力学问题,它的复杂性源于其蕴含复杂的漩涡系统,且该漩涡系统会在高速的剪切层流动中不断演化,其流体动力学行为,如由稳定态演变为不稳定态的机理以及复杂工况环境中的流动现象,一直是流体力学领域的难点和备受关注的热点问题。从工程应用的角度看,桨后梢涡的演化特性与船舶结构物的宏观特性直接相关(如梢涡融合以及短波不稳定性和长波不稳定性引起的涡系统崩溃,都会导致流噪声的增加),更好地理解多工况下螺旋桨尾流的动力学特性,将有助于改善与振动、噪声以及结构问题等相关的推进器性能,对综合性能优良的下一代螺旋桨的设计和优化有着重要的现实意义。根据螺旋桨尾流的以上特点,本文在系统总结当前国内外研究基础的前提下,提出了目前尚待进一步研究和挖掘的工作。针对螺旋桨尾流不稳定性机理、非设计工况下螺旋桨尾流特征以及螺旋桨尾涡与结构物干扰等问题,以不同湍流模拟方法和PIV实验为手段,通过对公开标模螺旋桨的尾流场进行数值计算和实验测量,首次从定量分析的角度为CFD方法研究螺旋桨尾流不稳定性问题提供了依据。提出了修正相平均算法并编制了相关程序,该算法能够自动剔除螺旋桨下游测量失败的梢涡和寻找梢涡涡核的位置,提高了螺旋桨尾流场PIV试验和CFD计算(特别是PIV试验结果)中相平均结果的真实性和可靠性,能够有效避免由于下游梢涡蜿蜒和不稳定性运动而导致传统相平均结果严重低估下游梢涡强度和高估湍流耗散率的情况。本文基于CFD求解器结合空泡水筒和循环水槽PIV实验,开展了螺旋桨在敞水条件下均匀来流和非均匀来流工况、不同桨轴沉深艇-桨一体系统近自由液面工况以及桨-舵系统中的尾流动力学特性分析,其中非均匀来流条件包括自由来流中有湍流摄动和螺旋桨具有周期性振荡运动的情况。分别从各物理量的平均态、瞬态、尾流拓扑结构、涡结构的运动学规律以及涡-涡的相互作用机制等多角度剖析了多工况下螺旋桨尾流的动力学行为,对涡结构互感效应的触发机理进行了揭示。对均匀来流工况中螺旋桨尾流不稳定性的触发机制进行了研究,首次确定了触发螺旋桨尾流从稳定态到不稳定态的各种因素。对非均匀来流条件下、桨-舵系统以及近自由液面的螺旋桨尾流演化机理进行了阐释。并基于均匀来流中螺旋桨梢涡的演化机理,提出了螺旋桨梢涡的演化模型,该模型首次定量地描述了梢涡之间的互感效应和随边涡与梢涡之间的相互作用以及梢涡不稳定性的触发。该模型能够较为准确地模拟螺旋桨梢涡的演化过程,且能较为准确地解释多种梢涡不稳定性现象,预测螺旋桨梢涡融合的时间和位置,对螺旋桨流噪声预报和控制以及性能优良的螺旋桨设计具有重要意义。

关键词：螺旋桨尾流不稳定性机理动力学特性梢涡演化模型

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水下螺旋桨尾流水面响应特性试验研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第10期47卷 69-74页

作者：吴立民刘雨晨陈科尤云祥北京空间机电研究所北京100089 北京市航空智能装备工程技术研究中心北京100089 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

用表面粒子图像测速技术,对水下螺旋桨旋转产生尾流传播至表面的流动特征进行试验研究.结果表明,螺旋桨作用下的自由表面流场响应是一个非定常的演化过程,总体可分为初始扰动和漩涡演化两个阶段.在初始扰动阶段,水面观测区域出现一个速... 详细信息

用表面粒子图像测速技术,对水下螺旋桨旋转产生尾流传播至表面的流动特征进行试验研究.结果表明,螺旋桨作用下的自由表面流场响应是一个非定常的演化过程,总体可分为初始扰动和漩涡演化两个阶段.在初始扰动阶段,水面观测区域出现一个速度辐射中心、一个速度汇聚中心及两个区域间的x负方向主流动,涡量反差数有一个短时间的小幅度升降过程.在漩涡演化阶段,水面观测区域出现一对旋转方向相反、涡量大小几乎相同的涡对,并向x正方向传播,涡量反差数有一个长时间的大幅度升降过程.对不同转速和动量源的不用作用时间的系列试验结果表明:水下螺旋桨尾流传播至表面产生的漩涡强度特征可用涡量反差数峰值界定,而且涡量反差数峰值与限制数存在幂函数关系.

关键词：粒子图像测速螺旋桨尾流限制数漩涡演化涡量反差数

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一种基于螺旋桨尾流场感知的仿生侧线通讯系统

一种基于螺旋桨尾流场感知的仿生侧线通讯系统

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作者：林兴华张峻霞王晓鸣 300457 天津市滨海新区经济技术开发区第十三大街9号

本发明提供了一种基于螺旋桨尾流场感知的仿生侧线通讯系统，属于水下通讯技术领域，根据鱼类的侧线感知机理，利用螺旋桨与流场相互作用产生的流场扰动信号作为通讯信号实现水下机器人的组网通讯，将主桨的流场扰动作为载波信号增大传... 详细信息

标准号: CN114383807A

本发明提供了一种基于螺旋桨尾流场感知的仿生侧线通讯系统，属于水下通讯技术领域，根据鱼类的侧线感知机理，利用螺旋桨与流场相互作用产生的流场扰动信号作为通讯信号实现水下机器人的组网通讯，将主桨的流场扰动作为载波信号增大传输距离和强度，将调制桨的扰动作为调制信号进行信息传输，采用神经网络模型和非线性滤波模型实现信号的调制和解调，具有较好的环境自适应性，提高探测系统的工作效率和准确度。本发明的有益效果为：所采用的仿生导航感知的信号源为流场介质波动信号，可以为水下隐蔽探测和制导跟踪技术提供一种新颖的思路和实用的探测传感手段。

关键词：流场感知扰动侧线调制探测神经网络模型通讯技术领域非线性滤波螺旋桨尾流水下机器人波动信号传感手段传输距离调制信号工作效率模型实现扰动信号探测系统通讯系统通讯信号信息传输载波信号自适应性组网通讯准确度信号源螺旋桨解调主桨制导鱼类隐蔽跟踪

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一种基于涡核探测的螺旋桨尾流修正相平均算法

一种基于涡核探测的螺旋桨尾流修正相平均算法

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作者：王恋舟郭建威刘欣宇王蕉 610031 四川省成都市二环路北一段

本发明提供了一种基于涡核探测的螺旋桨尾流修正相平均算法，属于船舶螺旋桨水动力学技术领域。该方法包括：读取螺旋桨尾流场快照，确定工作区域；利用涡量等值线对所述工作区域内的螺旋桨梢涡进行识别；搜索涡量等值线与螺旋桨尾流场... 详细信息

标准号: CN114444202A

本发明提供了一种基于涡核探测的螺旋桨尾流修正相平均算法，属于船舶螺旋桨水动力学技术领域。该方法包括：读取螺旋桨尾流场快照，确定工作区域；利用涡量等值线对所述工作区域内的螺旋桨梢涡进行识别；搜索涡量等值线与螺旋桨尾流场网格的交点；根据涡量等值线与螺旋桨尾流场网格的交点，确定螺旋桨梢涡涡核的坐标；根据螺旋桨梢涡涡核的坐标，利用双线性插值方法，将识别的螺旋桨梢涡插值到新的螺旋桨尾流场网格上，得到新的螺旋桨梢涡；将所述新的螺旋桨梢涡按顺序移至背景网格的固定位置，进行修正相平均计算。本发明可以有效避免由于梢涡不稳定性运动导致的传统相平均方法对湍流耗散率的过高估计。

关键词：螺旋桨螺旋桨尾流等值线网格涡核涡量工作区域读取快照修正船舶螺旋桨湍流耗散率背景网格不稳定性动力学双线性算法搜索探测

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一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统

一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统

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作者：王恋舟郭春雨薛嵘徐佩赵大刚宋妙妍张东汗 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

本发明的目的在于提供一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统，包括水槽、顶横杆、中横杆、底横杆、第一步进电机、第二步进电机，水槽上方的左侧安装第一导轨，槽上方的右侧安装第二导轨，第一导轨上安装第一拖车，第二导轨上安装第二拖车... 详细信息

标准号: CN108918080B

本发明的目的在于提供一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统，包括水槽、顶横杆、中横杆、底横杆、第一步进电机、第二步进电机，水槽上方的左侧安装第一导轨，槽上方的右侧安装第二导轨，第一导轨上安装第一拖车，第二导轨上安装第二拖车，第一拖车上方固定第一上连接杆，第二拖车上方固定第二上连接杆，第一上连接杆和第二上连接杆上固定有顶横杆，顶横杆下方设置中横杆，中横杆下部固定连接有第一下连接杆和第二下连接杆，第一下连接杆和第二下连接杆的底部固定连接底横杆，水槽一侧固定有固定顶板，固定顶板连接有支撑杆，支撑杆上装有反光镜。本发明不仅适用于螺旋桨动态运动下尾流场的测量，同时也适用于无特殊运动形式的常规螺旋桨尾流场测量。

关键词：上连接杆下连接杆导轨水槽顶横杆横杆固定顶板底横杆尾流场支撑杆测量反光镜常规螺旋桨螺旋桨尾流一步进电机步进电机测量系统动态运动运动形式多工况螺旋桨

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静水条件下螺旋桨尾流对底沙扰动的试验研究

静水条件下螺旋桨尾流对底沙扰动的试验研究

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作者：赵艳霞长沙理工大学

学位级别：硕士

水环境问题已得到越来越多的人们关注,近年来随着湘江水环境治理的开展,人们注意到船舶航行中尾流对底泥有一定的扰动作用。一方面,船舶在启动、驶离码头时,其螺旋桨尾流会对抛石基床产生淘刷破坏,影响码头结构稳定;一方面船舶航行时,... 详细信息

水环境问题已得到越来越多的人们关注,近年来随着湘江水环境治理的开展,人们注意到船舶航行中尾流对底泥有一定的扰动作用。一方面,船舶在启动、驶离码头时,其螺旋桨尾流会对抛石基床产生淘刷破坏,影响码头结构稳定;一方面船舶航行时,螺旋桨尾流对水体的扰动进而引起床面泥沙的起动再悬浮,以及底泥中污染物的释放等。因此,为了探讨船舶航行中螺旋桨对床面的冲刷情况,为将来进一步分析底泥再悬浮对水环境的污染提供基础资料,开展螺旋桨尾流对底泥扰动的实验研究是十分必要的。在静水条件下,利用三维点式流速仪(NDV)量测螺旋桨尾流近底流速分布和床面冲刷的情况,对螺旋桨不同转速、不同桨径和距离床面不同高度时,其尾流近底流速分布和床面冲刷的范围及深度进行分析和探讨,主要得出以下一些结论:1.由物理模型试验数据分析可知,螺旋桨转速、桨径和距离床面的高度均会对尾流近底流速大小、分布及床面冲刷范围和深度产生影响。2.螺旋桨尾流近底流速的大小和分布与螺旋桨桨径、转速和距离床面的高度有关。螺旋桨桨径越大、转速越快、距离床面的高度越小,其床面近底流速越大,并得到最大近底流速距离桨面位置的经验公式。横断面上近底流速关于螺旋桨桨轴对称分布,在螺旋桨距离床面不同高度时呈现出不同的规律性。3.根据螺旋桨尾流对床面冲刷范围及深度的变化,可以将冲刷过程分为初始阶段、发展阶段和稳定阶段。其轴向长度、横向宽度和最大冲刷深度的发展分别占整个冲刷过程的 80%、15%和 5%。4.螺旋桨尾流对床面冲刷的范围及最大冲刷深度的变化情况,随着螺旋桨桨径、转速的增大和距离床面高度的增加,冲刷坑轴向长度和横向宽度增加;随距离床面高度增加时,其最大冲刷深度减小。并分析最大冲刷深度的位置到桨而的距离。

关键词：螺旋桨尾流近底流速分布冲刷范围冲刷深度

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飞行器和反对螺旋桨尾流的气动效应的方法

飞行器和反对螺旋桨尾流的气动效应的方法

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作者： A.M.克内珀 P.N.梅思文美国密执安州

一种飞行器，其具有：具有中心线的机身；从机身延伸且具有前缘和后缘的机翼；安装至机翼且具有旋转输出轴的发动机；螺旋桨，其可操作地联接至输出轴且在螺旋桨通过旋转输出轴旋转时生成旋转流场来限定螺旋桨尾流，以及一种反对作用在... 详细信息

标准号: CN106335628B

一种飞行器，其具有：具有中心线的机身；从机身延伸且具有前缘和后缘的机翼；安装至机翼且具有旋转输出轴的发动机；螺旋桨，其可操作地联接至输出轴且在螺旋桨通过旋转输出轴旋转时生成旋转流场来限定螺旋桨尾流，以及一种反对作用在机翼上的螺旋桨尾流的气动效应的方法。

关键词：机翼螺旋桨尾流旋转输出轴螺旋桨机身后缘可操作地气动效应旋转流场输出轴飞行器前缘联接发动机延伸

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一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统

一种多工况下螺旋桨尾流场测量系统

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作者：王恋舟郭春雨薛嵘徐佩赵大刚宋妙妍张东汗 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

标准号: CN108918080A

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