喷水推进船航速预报的动量通量试验技术发展现状

喷水推进是与中高速船舶相匹配的一种具有时代特征的先进推进方式,显著提高了船舶的快速性与操纵性,广泛应用于国内外高性能船舶。开展基于动量通量的试验技术研究,可有效提高喷水推进船舶航速预报精度,促进喷水推进技术快速发展与应用。本文在梳理喷水推进船模自航试验研究成果的基础上,分析了当今国际上喷水推进自航试验主流方法"动量通量法"的原理与关键技术以及应用状况,对航速预报精度有显著影响的流量、进出口动量通量的测量方法以及喷水推进装置对船体的作用等参数的测量方法进行了归纳,在此基础上针对国内外的差距,提出了我国发展相关技术的建议。

喷水推进装置推力直接测量台架的研究开发

通过使被测喷水推进装置悬浮,并使其在船尾板和船底板上脱离推力传递,从而在国内首次实现了喷水推进装置推力的整体分离与直接测量的构想。基于带自由液面的循环水槽,对试验台架的固定和悬浮系统的构成、吸入流量与空化衡准、变速传动系统配置以及机构受力平衡等多方面内容开展了深入的研究。该试验台架除了可进行推力直接测量外,还可开展动量通量法试验和推进效率试验。

喷水推进器获流区形状的确定与影响因素研究

在喷水推进器进口流道内外流场数值模拟的基础上,通过在Star CCM+软件中编制宏命令,在一条从获流区顶部中点发出的射线上用二分法取点,生成经过该点的流线,并判断其是否进入流道内部,逐次逼近止于喷水推进器进口唇口的流线,可快速、准确地确定获流区的边界,提高喷水推进器推力预报的精度。考察进口流道几何、来流条件等参数对获流区形状的影响,其中进速比、船底边界层的影响较大。