带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型及其设计方法技术
【技术实现步骤摘要】
带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型及其设计方法
本专利技术属于船舶推进器
，特别是涉及具有低线谱噪声和高临界航速特征，可以用于推进水下潜器的泵喷推进器。
技术介绍
泵喷推进器(Pumpjet，简称泵喷)以具有辐射噪声低、临界航速高的显著特征而被大量应用于低噪声潜艇主推进器，如“海狼级”潜艇、“弗吉尼亚级”和“机敏级”潜艇。当前世界上美国、英国、法国和俄罗斯都已经将泵喷推进技术应用于潜艇主推进，国内尚未见泵喷推进潜艇服役的主要原因在于缺乏优秀的泵喷水力模型。优秀的具体含义是：辐射噪声低、临界航速高(即抗空泡能力强)、推进效率适中(一种无轴驱动式集成电机泵喷推进器水力模型的设计方法，CN104462652A，2015-03-25；一种前置定子周向非对称布置的泵喷推进器水力模型及其设计方法，CN105117564A，2015-12-02)。在泵喷水力模型自主设计方面，上述专利技术专利中阐述了同时适用于无轴驱动式集成电机泵喷和常规有轴机械式泵喷水力模型的设计方法，可以设计出同时满足推进效率和总噪声级要求的泵喷水力模型。鉴于当前国内大型消声循环水槽的最低有效分析频率仅能...
【技术保护点】
一种带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：包括导管，所述导管内设有同轴设置的定子和叶轮，所述定子前置，所述叶轮后置；所述叶轮包括叶轮叶片和叶轮轮毂，所述叶轮叶片沿周向均布设置在叶轮轮毂上；所述定子包括定子叶片和定子轮毂，所述定子叶片沿周向均布设置于所述定子轮毂，且所述定子叶片叶梢固定于导管内壁面；所述导管为设有肋骨的中空结构，所述导管的肋骨包括环肋和纵肋，导管内部的前端和后端分别布置有亥姆霍兹共振器。
【技术特征摘要】
1.一种带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：包括导管，所述导管内设有同轴设置的定子和叶轮，所述定子前置，所述叶轮后置；所述叶轮包括叶轮叶片和叶轮轮毂，所述叶轮叶片沿周向均布设置在叶轮轮毂上；所述定子包括定子叶片和定子轮毂，所述定子叶片沿周向均布设置于所述定子轮毂，且所述定子叶片叶梢固定于导管内壁面；所述导管为设有肋骨的中空结构，所述导管的肋骨包括环肋和纵肋，导管内部的前端和后端分别布置有亥姆霍兹共振器。2.根据权利要求1所述的带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：所述导管内部前端设置的所述亥姆霍兹共振器是两并联共振腔亥姆霍兹共振器，共振频率为泵喷叶频和2倍叶频；所述导管内部后端设置的所述亥姆霍兹共振器是两并联颈部亥姆霍兹共振器，共振频率为泵喷2倍叶频。3.根据权利要求1所述的带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：所述定子叶片的叶数和叶轮叶片的叶数互质。4.根据权利要求1所述的带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：所述叶轮叶片的叶梢截面与导管内壁面之间设有叶顶间隙，叶顶间隙与叶轮直径的比值范围为2～5‰。5.根据权利要求1所述的带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：所述定子叶片与所述叶轮叶片均采用NACA16翼型厚度分布。6.根据权利要求1所述的带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器模型，其特征在于：所述导管的内壁面、外壁面的截面轮廓为翼型。7.带亥姆霍兹共振腔的泵喷推进器设计方法，包括以下步骤：一)进行泵喷流体通道水力参数的选型设计；二)确定泵喷前置定子、后置叶轮和导管内外壁面的二维轴面投影几何；三)由步骤一)和步骤二)所得结果采用参数化三元逆向设计方法确定定子和叶轮的三维几何形状；由步骤一)和步骤二)所得结果将导管内外截面的二维轴面投影几何沿轴向旋转得到中空导管三维几何形状；四)采用计算流体力学方法计算步骤三)所得模型在设计航速、转速和伴流条件下泵喷的水动力性能，判断泵喷轴向推力、消耗功率、推进效率和空化性能是否满足设计要求，若是，则进行下一步，若否，则回到步骤二)修改相应的二维轴面投影几何，并调整步骤三)中定子叶片和叶轮叶片在三元逆向设计过程中的叶片表面负载分布规律，重新设计定子和叶轮三维几何形状；五)采用计算流体力学方法计算步骤四)所得模型在给定潜深、设计航速、转速和伴流条件下泵喷的非定常推进性能，从计算结果中提取泵喷水...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨琼方，王永生，刘彦森，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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