导管螺旋桨不同桨叶的叶梢泄露涡分析.PDFVIP

第４６卷　 第７期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４６ Ｎｏ７ 　 　 ２０ １４年７月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｌ． ２０１４ 　 　 　 　 　 　 导管螺旋桨不同桨叶的叶梢泄露涡分析 周军伟，王大政 （哈尔滨工业大学（威海） 船舶与海洋工程学院，２６４２０９ 山东 威海） 摘　 要：为了深入探讨叶梢泄露涡的流动机理，研究了导管螺旋桨中桨叶螺距比与盘面比对叶梢泄露涡的影响，以及不 同桨叶中叶梢泄露涡、叶梢负荷与叶梢泄露流三者之间的关联． 采用数值方法对不同桨叶的导管螺旋桨流场进行了模拟 分析． 结果表明： 当螺距比增大，叶梢泄露涡逐渐远离桨叶吸力面，涡核空化数降低；当盘面比增大，叶梢泄露涡的轨迹 基本不变化，涡核空化数提高；叶梢泄露流通过与叶梢泄露涡之间的流动剪切作用影响叶梢泄露涡的发展；叶梢泄露流 流速受到叶梢负荷的影响，负荷越高的位置，叶梢泄露流的速度也越高． 关键词：导管螺旋桨；叶梢泄露涡；螺距比；盘面比；涡核空化数 － － － 中图分类号：Ｕ６６１３１；Ｕ６６４３３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１４）０７ ００１４ ０６ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｉｐ ｌｅａｋａｇｅ ｖｏｒｔｅｘ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｌａｄｅ ｉｎ ｄｕｃｔｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ＺＨＯＵＪｕｎｗｅｉ，ＷＡＮＧ Ｄａｚｈｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｎａｖａｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｏｃｅａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｗｅｉｈａｉ， ２６４２０９ Ｗｅｉｈａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｉｔｃｈ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｂｌａｄｅ ａｒｅａ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｔｉｐ ｌｅａｋａｇｅ ｖｏｒｔｅｘ （ＴＬＶ） ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ａ ｄｕｃｔｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ＴＬＶ，ｔｉｐ ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｉｐ ｌｅａｋａｇｅ ｆｌｏｗ （ＴＬＦ） ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｌａｄｅｓ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｕｃｔｅｄ ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｒａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｌａｄｅｓ ｗａｓ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｓ ｔｈｅ ｐｉｔｃｈ ｒａｔｉｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ ｔｉｐ ｌｅａｋａｇｅ ｖｏｒｔｅｘ ｍｏｖｅｄ ａｗａｙ ｆｒｏｍｔｈｅ ｓｕｃｔｉｏｎ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅｂｌａｄｅ，ａｎｄｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ａｓｔｈｅｂｌａｄｅ ａｒｅａ ｒａｔｉｏ ｇｒｅｗ，ｔｈｅ ｖｏｒｔｅｘ ｃｏｒｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｄｉｄ ｎｏｔ ａｌｔｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｒｔｅｘ ｃｏｒｅ ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ ｒｏｓｅ． Ｔｈｅ ＴＬＶ ｗａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ＴＬＦｔｈｒｏｕｇｈｆｌｏｗ ｓｈｅａｒｉｎｇ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅＴＬＦｗａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｉｐ ｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏ