尺度效应对水下合成射流推力特性影响研究

摘要：

该文通过数值方法研究了尺度效应对水环境下合成射流推力及推进效率的影响,不同尺度下激励器的网格采用等比例缩放的方式得到,数值计算在fluent进行,且数值计算方法通过实验数据进行了验证.数值计算结果发现,当激励器尺度为0.1mm时,推力曲线与速度曲线非常接近,此时平均推力及推进效率均较小.随着尺度增加,当激励器尺度大于1mm时,推力曲线不对称度增加,且推力曲线的上升区间所占周期增加而下降区间所占周期减小,此时平均推力及推进效率都有明显提高.建立了合成射流的推力模型,该模型将合成射流推力分解为三部分:质量效应、加速效应及外部流场的压强效应.给出了不同尺度下的涡量图、速度分布图,通过对其分析可知,尺度较小时粘性作用较强,此时,内部流体的加速效应及外流场压强效应均很小,导致推进效率较低.随着尺度增加,粘性作用减弱,推进效率开始增加,当尺度增加到粘性可以忽略时,推进效率不再随尺度增加.

关键词：合成射流、尺度效应、推进效率、推力模型、数值方法

所属期刊栏目：34

分类号：O358(流体力学)

资助基金：国家重点研发计划课题项目2016YFC0301601;中国科学院青年创新促进会项目

在线出版日期：2018-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：219-228