射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整

以实时调整舰船多叶片螺旋桨角度,提升舰船多叶片螺旋桨应用性能为目的,研究射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整技术。利用协同射流控制技术,以三维雷诺平均N-S方程作为控制方程,求解状态矢量、对流通矢量、耗散通矢量等;利用上述参量分析协同射流螺旋桨形态受力情况,获取射流扰动产生的作用力;基于该作用力计算喷口动量系数、气泵功率系数等,分析这些参数对协同射流的影响,基于这种影响实现舰船多叶片螺旋桨角度实施调整。实验结果显示该方法所得的数据具有较高的可靠性,利用该方法实时调整射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度,能够显著提升螺旋桨的性能。

应用协同射流控制的临近空间螺旋桨高增效方法

基于雷诺平均Navier—Stokes方程与多块搭接网格技术，数值模拟了协同射流（CFJ）翼型及桨叶的黏性绕流，分析了CFJ技术的增升减阻效果及工作机理。研究了CFJ的功率及效能比的分析方法，量化分析了cFJ的能量利用率。开展了喷口大小、喷口动量系数等参数对CFJ翼型性能的影响规律研究，并在此基础上开展了应用CFJ的临近空间螺旋桨高增效方法研究。结果表明：数值模拟结果与实验值吻合良好，在不同状态下，CFJ控制技术均能显著改善翼型气动性能。其中，最大升力系数提高了60％～130％；阻力系数降低了100％～440％，部分小迎角工况甚至出现负阻力系数，升阻比显著提高；翼型失速特性明显改善，失速迎角提高了近10°；能量利用率高，效能比可达440％。最终，在最优参数条件设置下，采用基于CFJ控制技术的临近空间螺旋桨可提高效率5％以上。