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泵喷推进器低噪声优化设计被引量：10: 2019年; 以某水下无人潜航器为研究对象,在验证所用方法可信性的基础上运用旋转机械三维反问题设计方法、计算流体力学及计算声学等方法对泵喷推进器进行以降低噪声为目的的优化设计.研究结果显示:对泵喷推进器叶轮施加侧斜、纵斜及叶稍卸载可有效削弱叶轮和导叶之间的相互作用,进而明显降低了叶轮辐射噪声,通过进一步缩短叶轮的叶顶弦长来降低叶轮与导管内壁面之间的相互作用,泵喷推进器静止部件噪声和推进器总噪声均显著降低.; 张明宇王永生林瑞霖靳栓宝; 关键词：泵喷推进器低噪声计算流体力学

潜艇无轴泵喷推进器水下辐射噪声数值预报及分析被引量：9: 2018年; 文章以某小艇无轴泵喷推进器为对象,采用"CFD+BEM"方法预报了其单部件和整体水下辐射声场,对各单部件噪声在各阶叶频处的指向性及典型测点处500 Hz以内的频谱进行了分析,并对由泵喷单部件综合推导得出的泵喷噪声宽带声压级(500Hz以内)与泵喷整体数值计算结果进行了分析对比。研究表明:在1-4倍叶频中转动部件的环状转子和静止部件径向声压级均大于轴向,叶轮径向声压级小于轴向,三者均呈"8"字形分布,静止部件声压级明显小于转动部件。三个监测点中所有单部件在1倍叶频处声压级大于其它倍叶频,随频率升高声压级总体趋势下降,最终轴向、径向及两者之间45°夹角处测点的声压级波动范围基本相同。单部件综合推导得出的宽带声压级(500 Hz以内)与泵喷整体数值计算结果吻合较好,指向性为规整的"8"字形。; 张明宇林瑞霖王永生彭云龙; 关键词：CFD BEM 水下辐射噪声

船用液力偶合器内部流场的CFD数值模拟被引量：1: 2017年; 针对目前国内对液力偶合器流场三维仿真计算均采用的只取泵轮和涡轮等过度简化几何模型导致不能真实模拟内部流场,以及使部件强度分析无法开展的问题,依据"泵轮+涡轮+转动壳体"的原几何标准,采用CFD技术,并通过几何建模、网格划分和数值计算等步骤对某液力偶合器在多种滑差工况的内部流场进行了数值计算。数值计算结果表明:计算值与台架试验值的误差均满足工程要求,由此证明了该方法的正确性。; 张明宇王永生林瑞霖金雅光刘承江; 关键词：液力偶合器内部流场网格划分

艇后大侧斜螺旋桨负载噪声数值分析（英文）被引量：4: 2016年; 为研究艇后非均匀流场中大侧斜螺旋桨无空泡负载噪声的分布规律,文章采用"CFD+BEM"法,以SUBOFF潜艇后某大侧斜桨为研究对象,首先稳态计算均匀进流下螺旋桨敞水特性,模拟系数值与实验误差在3%以内,验证了CFD数值计算的可信性。然后采用大涡(LES)模拟,对"艇+桨"进行三维非定常数值模拟,计算得到桨表面声偶极子数据后,通过距离加权平均法映射到声网格节点上,将噪声源直接分布在桨叶表面上进行积分来预报螺旋桨的低频线谱噪声。采用边界元法基于扇声源理论通过FW-H声类比方程分别在1 k Hz以内对桨盘面、轴向纵剖面及10倍桨半径球场的噪声进行频域求解。研究表明:桨盘面和轴向纵剖面上声指向均呈8字形,但受螺旋桨自身旋转及大侧斜的存在,指向性不唯一;球场声场显示,轴向声辐射面较大,声辐射强,径向辐射面小且辐射较弱;特征点的计算结果显示,高阶叶频声压级明显比一阶叶频低,这与物理现象相符,将特征点处结果与已发表文献进行对比,吻合性良好,并对存在的差异作出了合理的物理解释。该文为螺旋桨噪声预报介绍了一种可行的新方法。; 张明宇林瑞霖王永生付建魏应三; 关键词：潜艇大侧斜螺旋桨计算流体力学边界元法

一款国外喷水推进器的三维反问题改进设计被引量：1: 2017年; 某厂家购置的国外喷水推进器装艇后与主机不匹配,不能完全消耗主机功率,导致艇航速较低。针对这一现象,在保持推进器转子叶片数、导叶数和推进器主体尺寸不变的前提下,采用三维反问题方法对叶轮和导叶进行了增载设计。研究采用CFD数值模拟方法对两推进器进行了平底船数值求解,结果表明:原推进器计算结果与自航试验吻合较好,验证了CFD数值模拟的可信性;新设计推进器解决了原推进器不能充分利用主机功率的缺陷而产生更大的推力,使预报航速从9.5kn提高到12kn,喷泵效率提高2%,喷口射流轴向能量分量提高8%。; 张明宇林瑞霖王永生靳栓宝; 关键词：喷水推进器叶轮导叶 CFD数值模拟

泵喷的三维反问题设计及其与螺旋桨的敞水特性对比被引量：8: 2017年; 为将某滑行艇螺旋浆替换为泵喷推进器,本文采用三维反问题方法执行泵喷的转子和静子设计,泵喷导管采用改进的导管桨19A导管,叶片厚度分布依据NACA翼型规律分布。在验证CFD数值模拟可信性的前提下对泵喷和螺旋桨进行了敞水计算和水力特性对比。结果显示:基于同一主机,在各自设计工况下所设计前漩式泵喷对应航速更高,喷水能量的轴向分量高出原桨2.5%,推进效率高出原桨3.3%,高速适应性更强,验证了设计方法的准确性和有效性。; 张明宇林瑞霖王永生刘强; 关键词：螺旋桨数值模拟水力特性

喷水推进器水下辐射噪声边界元计算方法被引量：5: 2017年; [目的]为减少边界条件设置的不确定性对喷水推进器水下辐射噪声计算的影响,[方法]以某喷水推进器为研究对象,提出基于边界元法一步计算来预报喷水推进器的水下辐射噪声。首先,基于计算流体力学的分离涡模拟(DES)方法计算喷水推进器的瞬态流场,并以声类比积分方程为基础,采用Virtual Lab声学计算软件将喷水推进器过流壁面的非定常脉动压力映射和傅里叶变换(FFT)转化为对应的频域噪声源。然后,以喷泵固体壁面的流体脉动声源为辐射源,采用边界元一步计算方法预报声波经流道向船底水下辐射的远场噪声。[结果]结果发现,采用边界元一步计算方法能更真实反映研究对象的客观属性。[结论]研究表明,该方法可更准确地预报喷水推进器水下辐射噪声。; 刘强王永生张明宇易文彬魏应三; 关键词：喷水推进器水下辐射噪声边界元法计算流体力学

喷水推进泵压力脉动特性数值计算及分析被引量：9: 2014年; 针对喷水推进器装船后不均匀来流对压力脉动特性的影响,以某巡逻艇喷水推进混流泵为研究对象,基于RANS方程和SST湍流模型,通过流体动力学软件CFX稳态计算,进行了巡逻艇航速数值预报,所得计算值与试航值误差为1.8%,从而验证了计算流体动力数值计算的可信性。采用分离涡模拟方法,对敞水泵和装船泵进行了三维非定常数值模拟,计算分析了叶轮进出口、叶轮内部、导叶内部及喷口5个截面和叶轮叶顶间隙处的压力脉动,并对不均匀来流带来的差别进行了研究。结果表明:在敞水泵和船后泵的叶轮出口、导叶内部,水流距叶轮越远,压力脉动影响越小,压力脉动频率取决于叶轮转动频率,压力脉动幅值沿轮毂到轮缘逐渐增大,船后泵压力脉动幅值整体高于敞水泵;对于均匀来流,敞水泵旋转域叶轮室的压力脉动频率主要受导叶的影响,船后泵则受轴频的影响,二者压力脉动幅值在叶顶间隙处均从叶顶沿导边到随边逐渐增大;对于敞水泵,流道出口压力脉动频率主要受叶频控制,对于船后泵,压力脉动频率为轴频。; 张明宇王永生靳栓宝魏应三付建; 关键词：喷水推进泵计算流体动力学压力脉动

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张明宇

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