描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030778536
内容简介
《泵喷推进器设计、分析与试验》主要介绍了泵喷推进器的设计、性能分析和模型试验。《泵喷推进器设计、分析与试验》共9章，第1、2章梳理了国内外相关研究工作，介绍了泵喷推进器设计实例；第3章建立了泵喷推进器的流场数值计算方法并进行实验验证；第4～6章考虑定子和导管部件的影响，系统研究了泵喷推进器的水动力特性和流场特性；第7章研究了泵喷推进器的流噪声特性；第8章介绍了泵喷推进器的锯齿尾缘导管降噪数值研究；第9章对泵喷推进器的水动力、流场和噪声进行了水洞测试。
目 录
目录
序
前言
第1章 绪论1
1.1 泵喷推进器简介1
1.2 泵喷推进器研究进展2
1.2.1 泵喷推进器应用现状2
1.2.2 泵喷推进器设计研究现状3
1.2.3 泵喷推进器水动力研究现状4
1.2.4 泵喷推进器水动力噪声研究现状7
1.3 泵喷推进器发展趋势9
第2章 泵喷推进器水动力设计11
2.1 水动力设计原理11
2.1.1 水动力设计方案11
2.1.2 转子设计原理11
2.1.3 定子与导管设计原理14
2.2 泵喷推进器导管设计16
2.3 泵喷推进器转子设计17
2.3.1 叶片外形设计方法17
2.3.2 转子主参数选取18
2.3.3 转子叶片设计19
2.4 泵喷推进器定子设计27
2.4.1 定子设计原则与方法27
2.4.2 修正系数法定子设计28
2.5 泵喷推进器设计实例34
2.5.1 叶剖面坐标转换34
2.5.2 泵喷推进器三维几何36
第3章 泵喷推进器流场计算方法38
3.1 数值计算基础理论38
3.1.1 控制方程38
3.1.2 控制方程雷诺时均封闭方法38
3.1.3 控制方程空间过滤封闭方法40
3.1.4 湍流建模42
3.2 流场数值模拟方法与验证44
3.2.1 泵喷推进器模型44
3.2.2 计算域和网格48
3.2.3 数值模拟方法验证50
3.2.4 网格和时间步无关性验证51
3.3 湍流模型对泵喷推进器流场计算的影响56
3.3.1 网格影响56
3.3.2 湍流建模影响57
第4章 泵喷推进器流场特性60
4.1 泵喷推进器水动力性能60
4.1.1 敞水性能60
4.1.2 泵喷推进器推力脉动60
4.2 泵喷流场涡系65
4.2.1 流场涡系结构65
4.2.2 涡系结构演化70
4.2.3 转子-定子干扰流场72
4.3 泵喷流场模态分析75
4.3.1 流场模态分析理论75
4.3.2 尾流场DMD分析82
4.3.3 定子流场DMD分析94
4.3.4 流场SPOD分析98
第5章 导管对泵喷推进器流场影响109
5.1 导管参数109
5.2 不同导管水动力特性111
5.2.1 水动力性能111
5.2.2 转子和导管的推力脉动118
5.3 不同导管泵喷流场122
5.3.1 导管和转子表面压力122
5.3.2 导管绕流场126
5.3.3 流场涡系演化133
5.3.4 流场压力脉动136
第6章 定子对泵喷推进器流场影响141
6.1 定子设计参数141
6.2 不同定子泵喷水动力特性144
6.2.1 敞水性能144
6.2.2 非定常脉动特性149
6.3 定子对泵喷推进器噪声影响154
6.3.1 转子-定子间距154
6.3.2 定子弦长158
6.3.3 定子后倾角159
6.3.4 定子侧斜161
6.3.5 定子预旋角163
6.4 不同定子参数下流场165
6.4.1 定子和转子周围流场165
6.4.2 不同定子参数下涡系172
6.4.3 速度和压力脉动特性177
第7章 泵喷推进器流噪声特性181
7.1 流噪声数值模拟方法181
7.1.1 声压级181
7.1.2 声类比和FW-H方程181
7.2 流噪声数值模拟方法验证182
7.2.1 圆柱-翼型干涉噪声实验数值验证182
7.2.2 不同湍流模型流噪声184
7.3 流噪声数值计算结果及其特性186
7.3.1 计算设置186
7.3.2 频谱基本特性186
7.3.3 指向性191
7.3.4 来流速度影响192
7.3.5 转速影响195
第8章 泵喷推进器锯齿尾缘导管降噪197
8.1 锯齿尾缘导管降噪影响197
8.1.1 锯齿尾缘结构197
8.1.2 齿数影响198
8.1.3 齿长影响202
8.2 锯齿尾缘导管降噪机理206
8.2.1 齿数对涡和脉动压力的影响206
8.2.2 齿长对涡和脉动压力的影响211
8.2.3 锯齿结构对敞水性能的影响214
8.2.4 工况对降噪效果的影响216
8.3 锯齿结构降噪机理分析219
第9章 泵喷推进器模型试验225
9.1 试验准备225
9.1.1 试验模型225
9.1.2 试验环境和设备225
9.1.3 模型安装和测试226
9.2 试验结果227
9.2.1 敞水性能227
9.2.2 流场测试结果229
9.2.3 噪声测试结果234
参考文献241
序
前言
第1章 绪论1
1.1 泵喷推进器简介1
1.2 泵喷推进器研究进展2
1.2.1 泵喷推进器应用现状2
1.2.2 泵喷推进器设计研究现状3
1.2.3 泵喷推进器水动力研究现状4
1.2.4 泵喷推进器水动力噪声研究现状7
1.3 泵喷推进器发展趋势9
第2章 泵喷推进器水动力设计11
2.1 水动力设计原理11
2.1.1 水动力设计方案11
2.1.2 转子设计原理11
2.1.3 定子与导管设计原理14
2.2 泵喷推进器导管设计16
2.3 泵喷推进器转子设计17
2.3.1 叶片外形设计方法17
2.3.2 转子主参数选取18
2.3.3 转子叶片设计19
2.4 泵喷推进器定子设计27
2.4.1 定子设计原则与方法27
2.4.2 修正系数法定子设计28
2.5 泵喷推进器设计实例34
2.5.1 叶剖面坐标转换34
2.5.2 泵喷推进器三维几何36
第3章 泵喷推进器流场计算方法38
3.1 数值计算基础理论38
3.1.1 控制方程38
3.1.2 控制方程雷诺时均封闭方法38
3.1.3 控制方程空间过滤封闭方法40
3.1.4 湍流建模42
3.2 流场数值模拟方法与验证44
3.2.1 泵喷推进器模型44
3.2.2 计算域和网格48
3.2.3 数值模拟方法验证50
3.2.4 网格和时间步无关性验证51
3.3 湍流模型对泵喷推进器流场计算的影响56
3.3.1 网格影响56
3.3.2 湍流建模影响57
第4章 泵喷推进器流场特性60
4.1 泵喷推进器水动力性能60
4.1.1 敞水性能60
4.1.2 泵喷推进器推力脉动60
4.2 泵喷流场涡系65
4.2.1 流场涡系结构65
4.2.2 涡系结构演化70
4.2.3 转子-定子干扰流场72
4.3 泵喷流场模态分析75
4.3.1 流场模态分析理论75
4.3.2 尾流场DMD分析82
4.3.3 定子流场DMD分析94
4.3.4 流场SPOD分析98
第5章 导管对泵喷推进器流场影响109
5.1 导管参数109
5.2 不同导管水动力特性111
5.2.1 水动力性能111
5.2.2 转子和导管的推力脉动118
5.3 不同导管泵喷流场122
5.3.1 导管和转子表面压力122
5.3.2 导管绕流场126
5.3.3 流场涡系演化133
5.3.4 流场压力脉动136
第6章 定子对泵喷推进器流场影响141
6.1 定子设计参数141
6.2 不同定子泵喷水动力特性144
6.2.1 敞水性能144
6.2.2 非定常脉动特性149
6.3 定子对泵喷推进器噪声影响154
6.3.1 转子-定子间距154
6.3.2 定子弦长158
6.3.3 定子后倾角159
6.3.4 定子侧斜161
6.3.5 定子预旋角163
6.4 不同定子参数下流场165
6.4.1 定子和转子周围流场165
6.4.2 不同定子参数下涡系172
6.4.3 速度和压力脉动特性177
第7章 泵喷推进器流噪声特性181
7.1 流噪声数值模拟方法181
7.1.1 声压级181
7.1.2 声类比和FW-H方程181
7.2 流噪声数值模拟方法验证182
7.2.1 圆柱-翼型干涉噪声实验数值验证182
7.2.2 不同湍流模型流噪声184
7.3 流噪声数值计算结果及其特性186
7.3.1 计算设置186
7.3.2 频谱基本特性186
7.3.3 指向性191
7.3.4 来流速度影响192
7.3.5 转速影响195
第8章 泵喷推进器锯齿尾缘导管降噪197
8.1 锯齿尾缘导管降噪影响197
8.1.1 锯齿尾缘结构197
8.1.2 齿数影响198
8.1.3 齿长影响202
8.2 锯齿尾缘导管降噪机理206
8.2.1 齿数对涡和脉动压力的影响206
8.2.2 齿长对涡和脉动压力的影响211
8.2.3 锯齿结构对敞水性能的影响214
8.2.4 工况对降噪效果的影响216
8.3 锯齿结构降噪机理分析219
第9章 泵喷推进器模型试验225
9.1 试验准备225
9.1.1 试验模型225
9.1.2 试验环境和设备225
9.1.3 模型安装和测试226
9.2 试验结果227
9.2.1 敞水性能227
9.2.2 流场测试结果229
9.2.3 噪声测试结果234
参考文献241
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