ROV矢量布置推进系统桨-桨干扰流场数值模拟

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多桨矢量布置是ROV(Remotely Operated Vehicle)推进系统的一种常见形式,各推进器之间的距离比较小,桨-桨干扰往往不能忽略。如何在设计时充分考虑桨-桨干扰导致的推力损失,对ROV推进系统设计具有十分重要的意义。本文通过数值计算研究了ROV典型矢量布置推进系统各推力影响因素对推力损失的贡献,并研究了系统设计时需要考虑的关键因素。本文首先进行了敞水条件下的单个导管推进器的数值计算,与敞水试验的对比结果显示数值计算具有较好的准确性,并在此基础上分析了梢隙流动的产生、发展和脱落的过程。随后,开展了双导管推进器联合作用的数值计算,首先对比了经验公式预报的结果与计算结果在不同偏转角下的差异,发现经验公式在10°以下偏转角时的预报结果与数值计算结果相比存在较大的偏差。然后分析了各桨轴向推力和ROV前向推力随偏转角变化的情况。最后,进行了“海龙三号”ROV四桨联合作用下的数值计算,分析了推力(单桨轴向与多桨前向)与偏转角、推进器转速和桨间距(横向间距和纵向间距)三个参数之间的关系,进一步研究发现:1)较小偏转角对桨-桨推力损失的影响大于较小桨间距所产生的影响;2)横向间距的变化对桨-桨推力损失的影响大于纵向间距变化所产生的影响;3)转速的变化仅对后桨推力损失产生比较明显的影响,对前桨的影响则不明显。综合以上结果,为ROV推进系统设计时如何考虑桨-桨干扰的影响提供了评估方法。
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