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某游艇喷水推进系统设计及性能分析
| 论文题名： | 某游艇喷水推进系统设计及性能分析 |
| 关键词： | 游艇喷水推进;计算流体力学;运行特性;仿真模型 |
| 摘要： | 本文针对某V型游艇拟采用的喷水推进系统进行了设计和分析。首先根据游艇的已知参数设计了喷水推进系统；之后为得出设计游艇运行特性的仿真结果，建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型；然后根据喷水推进泵的水力性能和空化要求，采用CFD进行了分析；通过Simulink和CFD结果验证设计的合理性，使本文的研究能够为游艇喷水推进的设计提供可靠的依据。 本文主要进行了以下几个方面工作： 1)根据游艇的船型、尺寸、性能要求得出装配主机的和喷水推进泵设计的主要参数，包括喷水推进泵的类型、流量、扬程、转速、速比等。由初步得出的喷泵尺寸、主要部件和初定叶轮的基本情况，用Pro/E建立几何模型，定义物理材料属性. 2)通过MATLAB中的Simulink模块，根据柴油机理论和喷水推进平衡设计理论进行喷水推进系统的仿真设计，与文献当中仿真系统进行对比验证；之后进行设计游艇的动态性能仿真，与设计喷泵的主要水力性能参数复核。 3)根据得到的基本参数选择动叶轮和导叶体的基本结构组成，Pro/E建立不同的喷水推进泵的几何模型，导入COMSOL Multiphysics中的CFD模块进行有限元分析。在不同的网格划分情况下，对网格选择的合理性进行计算分析。分别对3、4、5片动叶轮模型和6、7、8、9、10片导叶体进行CFD模拟，根据加速和整流效果的定性、定量分析，确定合理的动叶轮和导叶体数目。 4)采用 CFD对于轴流式喷泵进行流场及水力性能的分析。得出流场流动规律，验证喷泵对于水流体加速和整流的合理性。之后根据流场流线图得出喷泵对水流的加速效果、喷泵效率和扬程的变化，与Simulink的仿真结果对比，确定设计喷泵和游艇在动力匹配上的一致性。最后在设计转速下通过动叶轮的吸力面和压力面的静压力云图变化规律，分析喷泵动叶轮和导叶体的静压力变化趋势，由此分析可能发生空化的可能性，为喷泵的可靠运行提供依据。 |
| 作者： | 吴玉玮 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 马哲树 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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