高效噴流舵的水動(dòng)力性能研究.pdf

1、噴流舵是一種高效的新型舵，它通過(guò)噴出少量的流體而使舵獲得較高的升力，能夠極大地提高舵效，在船舶應(yīng)用上有其開(kāi)發(fā)和研制的前景。但是，關(guān)于噴流舵的深入研究還剛剛起步，國(guó)內(nèi)外仍處在方案性設(shè)計(jì)階段，主要研究方式基本上是試驗(yàn)研究。用理論方法研究噴流舵的流體動(dòng)力性能對(duì)于提高噴流舵的設(shè)計(jì)水平具有指導(dǎo)意義。 本文基于純勢(shì)流理論，采用線源分布源定理計(jì)算具有壁面噴流的可控環(huán)量翼來(lái)研究噴流舵的水動(dòng)力性能，所得噴流影響加上面元法理論計(jì)算值，小舵角時(shí)相符良

2、好。 應(yīng)用定常面元法，以射流理論知識(shí)為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了圓尾翼型的尾渦分離，根據(jù)圓柱體繞流及翼型的后緣分離相關(guān)理論，對(duì)計(jì)算翼型方法進(jìn)行尾渦的變動(dòng)，包括尾渦離開(kāi)距尾緣的距離或改變尾渦形狀。從計(jì)算結(jié)果看，這種方法可以為應(yīng)用原方法預(yù)報(bào)圓尾型翼的翼型表面壓力系數(shù)進(jìn)行修正提供有效的參考。通過(guò)改變噴流舵表面的源匯分布并考慮圓尾翼型的后緣分離對(duì)噴流舵尾渦位置及尾渦形狀的影響，建立了適合計(jì)算的噴流舵模型，對(duì)試驗(yàn)舵模進(jìn)行了水動(dòng)力性能計(jì)算，得出噴流舵

3、在零攻角時(shí)也能通過(guò)噴流產(chǎn)生較大的升力而普通舵在沒(méi)有攻角時(shí)不產(chǎn)生升力，并且噴流舵在各攻角下的升力系數(shù)和零攻角下的升/阻比在加入噴流后都有顯著增加。對(duì)于不同的舵角，噴流造成的源匯影響系數(shù)不一樣，系數(shù)隨舵角的增大而增大。當(dāng)噴流速度與來(lái)流速度相差過(guò)大時(shí)，進(jìn)行水動(dòng)力性能計(jì)算會(huì)出現(xiàn)發(fā)散的現(xiàn)象。但所得升力曲線和阻力曲線試驗(yàn)所得曲線發(fā)展趨向基本一致。可以看出，用源匯模擬噴流舵研究船舶水動(dòng)力性能是可行的。 單純的襟翼舵和噴流舵都有明顯的增升效果，

4、達(dá)到提供更大舵力或減縱搖的目的，改善操縱性能。為此本文在原有噴流舵試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新型的襟翼噴流舵，并對(duì)其進(jìn)行了水動(dòng)力性能的理論預(yù)報(bào)。它可以提供更大的升力和更小的阻力，水動(dòng)力性能優(yōu)良。 本研究對(duì)噴流舵在若干噴流動(dòng)量系數(shù)和不同舵角下的水動(dòng)力性能進(jìn)行的計(jì)算，將結(jié)果與噴流舵模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與分析，得到一些有益的結(jié)論。 從而提出了應(yīng)用定常面元法對(duì)噴流舵流體動(dòng)力性能進(jìn)行計(jì)算，得到的結(jié)論對(duì)于進(jìn)一步研究這種新型舵提供了一