一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器及参数化建模方法技术

本发明专利技术提供一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器及参数化建模方法，所述泵喷推进器包括导管、定子、桨毂、转子和桨轴，所述导管的尾缘设置有凹凸结构，所述凹凸结构的轮廓线为正弦曲线，所述凹凸结构包括若干个均匀分布的凹凸单元，所述凹凸单元为所述正弦曲线在一个周期内对应的曲线。本发明专利技术的技术方案解决了现有泵推进器的噪声大隐蔽性能较差的问题。推进器的噪声大隐蔽性能较差的问题。推进器的噪声大隐蔽性能较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器及参数化建模方法


[0001]本专利技术涉及船舶推进领域，具体而言，尤其涉及一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器。

技术介绍

[0002]泵喷推进器是由环状导管、定子和转子构成的组合式推进装置。环状导管的剖面为机翼型，罩住转子和定子，它是泵喷推进器内外流场的控制面。如采用具有吸声和减振的材料制造，则可以屏蔽转子及内流道产生的噪声。为了推迟转子叶片的空化、降低转子的噪声，通常采用能降低转子人流速度的减速型导管；定子为一组与来流成一定角度的固定叶片，使转子人流产生预旋或吸收转子尾流的旋转能量，同时用于固定导管；转子为类似于螺旋桨的旋转叶轮，通过与水流的相互作用产生推力，推动潜艇达到要求的航速。但是现有的泵推进器的噪声及隐蔽性能较差等问题仍然亟待优化。

技术实现思路

[0003]针对现有泵推进器的噪声大隐蔽性能较差的技术问题，本专利技术提供了一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器参数化建模方法，通过正弦函数曲线的参数化仿生设计的导管尾缘，降低泵喷推进器的噪声，提高水下航行器的隐身性能。
[0004]本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器，包括导管、定子、桨毂、转子和桨轴，所述导管的尾缘设置有凹凸结构，所述凹凸结构的轮廓线为正弦曲线，所述凹凸结构包括若干个均匀分布的凹凸单元，所述凹凸单元为所述正弦曲线在一个周期内对应的曲线。
[0006]进一步地，所述凹凸结构包括18个均匀分布的所述凹凸单元。
[0007]进一步地，所述正弦曲线的振幅A＝0.02D，其中D为所述转子的直径。
[0008]进一步地，所述转子的直径D为0.294m；所述定子与所述转子之间的轴向距离为0.048m；所述定子包括若干固定安装于所述桨轴的叶片，所述叶片对应翼型弦长所在直线相比于所述桨轴的轴线向右偏转7.5
°
；所述导管入口的直径为0.316mm，出口直径为0.23mm；相邻的所述凹凸单元上相对应的点之间的距离为0.04m。
[0009]本专利技术还提供了一种上述导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器的参数化建模方法，首先建立以正弦函数表达的导管尾缘凹凸结构的正弦曲线模型，然后将得到的正弦曲线映射到导管的尾缘，根据需要通过调节正弦曲线模型的振幅和相位实现对凹凸单元的深度和个数的调节，从而获得满足要求的泵喷推进器的导管尾缘凹凸结构。
[0010]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0011]本专利技术提供的导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器及参数化建模方法，基于仿生学原理与曲线参数化建模相结合，将座头鲸前鳍的凹凸结构应用于泵喷推进器导管尾缘，可以将尾涡分解，加速了涡的扩散，使推进器附近的湍流强度和湍流范围减小，降低了推进器表面的压力脉动，从而起到了减振降噪的效果；泵喷推进器周围流场的这种变化提高了水下
航行器的隐蔽性和生存能力。
[0012]基于上述理由本专利技术可在航空、航天、航海及工业能源动力领域的机翼、舵片、叶轮机及泵机叶片等领域广泛推广。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术所述泵喷推进器结构示意图。
[0015]图2为本专利技术所述导管结构示意图。
[0016]图3为本专利技术所述泵喷推进器结构示意图。
[0017]图4为本专利技术所述泵喷推进器内部结构示意图。
[0018]图5为本专利技术所述泵喷推进器与现有泵喷推进器声压级对比图。
[0019]图中：1、导管；2、定子；3、凹凸结构；4、桨毂；5、转子。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0025]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器，包括导管、定子、桨毂、转子和桨轴，其特征在于，所述导管的尾缘设置有凹凸结构，所述凹凸结构的轮廓线为正弦曲线，所述凹凸结构包括若干个均匀分布的凹凸单元，所述凹凸单元为所述正弦曲线在一个周期内对应的曲线。2.根据权利要求1所述的导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器，其特征在于，所述凹凸结构包括18个均匀分布的所述凹凸单元。3.根据权利要求1所述的导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器，其特征在于，所述正弦曲线的振幅A＝0.02D，其中D为所述转子的直径。4.根据权利要求2所述的导管尾缘仿生降噪的泵喷推进器，其特征在于，所述转子的直径D为0.294m；所述定子与所述转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢雨，吴春晓，刘社文，顾朱浩，邵武，李闯，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：