目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1 泵噴推進(jìn)器簡介1
1.2 泵噴推進(jìn)器研究進(jìn)展2
1.2.1 泵噴推進(jìn)器應(yīng)用現(xiàn)狀2
1.2.2 泵噴推進(jìn)器設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀3
1.2.3 泵噴推進(jìn)器水動(dòng)力研究現(xiàn)狀4
1.2.4 泵噴推進(jìn)器水動(dòng)力噪聲研究現(xiàn)狀7
1.3 泵噴推進(jìn)器發(fā)展趨勢(shì)9
第2章 泵噴推進(jìn)器水動(dòng)力設(shè)計(jì)11
2.1 水動(dòng)力設(shè)計(jì)原理11
2.1.1 水動(dòng)力設(shè)計(jì)方案11
2.1.2 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)原理11
2.1.3 定子與導(dǎo)管設(shè)計(jì)原理14
2.2 泵噴推進(jìn)器導(dǎo)管設(shè)計(jì)16
2.3 泵噴推進(jìn)器轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)17
2.3.1 葉片外形設(shè)計(jì)方法17
2.3.2 轉(zhuǎn)子主參數(shù)選取18
2.3.3 轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)19
2.4 泵噴推進(jìn)器定子設(shè)計(jì)27
2.4.1 定子設(shè)計(jì)原則與方法27
2.4.2 修正系數(shù)法定子設(shè)計(jì)28
2.5 泵噴推進(jìn)器設(shè)計(jì)實(shí)例34
2.5.1 葉剖面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換34
2.5.2 泵噴推進(jìn)器三維幾何36
第3章 泵噴推進(jìn)器流場(chǎng)計(jì)算方法38
3.1 數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)理論38
3.1.1 控制方程38
3.1.2 控制方程雷諾時(shí)均封閉方法38
3.1.3 控制方程空間過濾封閉方法40
3.1.4 湍流建模42
3.2 流場(chǎng)數(shù)值模擬方法與驗(yàn)證44
3.2.1 泵噴推進(jìn)器模型44
3.2.2 計(jì)算域和網(wǎng)格48
3.2.3 數(shù)值模擬方法驗(yàn)證50
3.2.4 網(wǎng)格和時(shí)間步無關(guān)性驗(yàn)證51
3.3 湍流模型對(duì)泵噴推進(jìn)器流場(chǎng)計(jì)算的影響56
3.3.1 網(wǎng)格影響56
3.3.2 湍流建模影響57
第4章 泵噴推進(jìn)器流場(chǎng)特性60
4.1 泵噴推進(jìn)器水動(dòng)力性能60
4.1.1 敞水性能60
4.1.2 泵噴推進(jìn)器推力脈動(dòng)60
4.2 泵噴流場(chǎng)渦系65
4.2.1 流場(chǎng)渦系結(jié)構(gòu)65
4.2.2 渦系結(jié)構(gòu)演化70
4.2.3 轉(zhuǎn)子-定子干擾流場(chǎng)72
4.3 泵噴流場(chǎng)模態(tài)分析75
4.3.1 流場(chǎng)模態(tài)分析理論75
4.3.2 尾流場(chǎng)DMD分析82
4.3.3 定子流場(chǎng)DMD分析94
4.3.4 流場(chǎng)SPOD分析98
第5章 導(dǎo)管對(duì)泵噴推進(jìn)器流場(chǎng)影響109
5.1 導(dǎo)管參數(shù)109
5.2 不同導(dǎo)管水動(dòng)力特性111
5.2.1 水動(dòng)力性能111
5.2.2 轉(zhuǎn)子和導(dǎo)管的推力脈動(dòng)118
5.3 不同導(dǎo)管泵噴流場(chǎng)122
5.3.1 導(dǎo)管和轉(zhuǎn)子表面壓力122
5.3.2 導(dǎo)管繞流場(chǎng)126
5.3.3 流場(chǎng)渦系演化133
5.3.4 流場(chǎng)壓力脈動(dòng)136
第6章 定子對(duì)泵噴推進(jìn)器流場(chǎng)影響141
6.1 定子設(shè)計(jì)參數(shù)141
6.2 不同定子泵噴水動(dòng)力特性144
6.2.1 敞水性能144
6.2.2 非定常脈動(dòng)特性149
6.3 定子對(duì)泵噴推進(jìn)器噪聲影響154
6.3.1 轉(zhuǎn)子-定子間距154
6.3.2 定子弦長158
6.3.3 定子后傾角159
6.3.4 定子側(cè)斜161
6.3.5 定子預(yù)旋角163
6.4 不同定子參數(shù)下流場(chǎng)165
6.4.1 定子和轉(zhuǎn)子周圍流場(chǎng)165
6.4.2 不同定子參數(shù)下渦系172
6.4.3 速度和壓力脈動(dòng)特性177
第7章 泵噴推進(jìn)器流噪聲特性181
7.1 流噪聲數(shù)值模擬方法181
7.1.1 聲壓級(jí)181
7.1.2 聲類比和FW-H方程181
7.2 流噪聲數(shù)值模擬方法驗(yàn)證182
7.2.1 圓柱-翼型干涉噪聲實(shí)驗(yàn)數(shù)值驗(yàn)證182
7.2.2 不同湍流模型流噪聲184
7.3 流噪聲數(shù)值計(jì)算結(jié)果及其特性186
7.3.1 計(jì)算設(shè)置186
7.3.2 頻譜基本特性186
7.3.3 指向性191
7.3.4 來流速度影響192
7.3.5 轉(zhuǎn)速影響195
第8章 泵噴推進(jìn)器鋸齒尾緣導(dǎo)管降噪197
8.1 鋸齒尾緣導(dǎo)管降噪影響197
8.1.1 鋸齒尾緣結(jié)構(gòu)197
8.1.2 齒數(shù)影響198
8.1.3 齒長影響202
8.2 鋸齒尾緣導(dǎo)管降噪機(jī)理206
8.2.1 齒數(shù)對(duì)渦和脈動(dòng)壓力的影響206
8.2.2 齒長對(duì)渦和脈動(dòng)壓力的影響211
8.2.3 鋸齒結(jié)構(gòu)對(duì)敞水性能的影響214
8.2.4 工況對(duì)降噪效果的影響216
8.3 鋸齒結(jié)構(gòu)降噪機(jī)理分析219
第9章 泵噴推進(jìn)器模型試驗(yàn)225
9.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備225
9.1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?25
9.1.2 試驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備225
9.1.3 模型安裝和測(cè)試226
9.2 試驗(yàn)結(jié)果227
9.2.1 敞水性能227
9.2.2 流場(chǎng)測(cè)試結(jié)果229
9.2.3 噪聲測(cè)試結(jié)果234
參考文獻(xiàn)241