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本课题阐述了贯流式螺旋喷水推进泵的原理、优势和设计方法。课题的创新性体现在目前已知的国内外的水下推进器均为载人器或手扶式,暂无背包式喷水推进器的相关研究,此项技术尚属空白。综合分析国内单人水下推进器研究现状,针对推进器进行大胆的尝试,采用贯流式螺旋喷水推进泵作为推进器的动力装置有效避免了其他推进器存在的一些缺点。在喷水推进动力学的基础上,对单人贯流式螺旋喷水推进装置进行了流体动力学分析,采用CFD技术,模拟人体携带推进器在水下所受外流场阻力。得出了推进器在水下所受外流场阻力、推力、功率和推进速度的关系.根据该内在联系,确定了推进泵的泵型和工作参数。 1.根据所得数据对贯流式螺旋喷水推进泵的叶轮和导叶进行轴面投影图绘制、过流面积检查、流网绘制和采用逐点积分法叶片绘型等水力设计。 2.通过 Pro/E三维造型几何建模将泵划分为进口、叶轮、导叶体和喷口四部分。然后通过 ICEM对贯流式螺旋喷水推进泵泵几何模型进行网格划分,之后对网格对计算解的影响进行简要叙述。 3.在FLUENT软件中读取ICEM导出的msh文件,并在软件里对边界条件和参数进行设置,数值计算采用雷诺时均方程,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法。 4.针对不同转速、不同流量工况进行模拟,得出每种工况下的外特性,筛选出每种工况下的最佳工作状态,分析其内部流动特性,并阐述各状态对推进泵的性能影响。 5.通过泵内流场的数值计算,预测了泵的推力与推进速度之间的关系结果表明该推进泵可以很好的吻合推进装置的推进特性,水力样机在运行过程中,获得了平缓下降的流量-扬程曲线和功率曲线,无过载现象发生,达到设计要求为该类型推进装置的设计和优化提供了参考依据。 6.简要介绍气液两相流动的特性参数和基本流型,对贯流式螺旋喷水推进泵内部三维湍流流动进行了气液两相流的数值模拟,利用数值模拟的结果分析了不同含气状态下的推进特性和气液两相在叶轮和导叶内的相态分布情况。