摘要为了研究喷水推进器的性能，对喷水推进器的流场特性进行仿真模拟，首先通过查阅文献了解了喷水推进器的基本结构特征，了解了喷水推进器的模拟法，并掌握GAMBIT软件和FLUENT软件的基本操作。使用GAMBIT软件建立喷水推进器的网格，并将网格导入到FLUENT软件中进行边界条件设置，最后进行迭代计算。对转速3300rpm，航速是12m/s，14m/s，16m/s，18m/s，20m/s的喷水推进器进行仿真模拟，得到了喷水推进器的流场分布特性，通过分析结果发现，在五个航速下，喷水的速度和压力都比较大，可以获得较高的喷水推进力，给船的航行提供足够的动力。lf0071

目   录

第一章 绪论1

1.1 课题的意义和研究背景1

1.2 研究现状1

1.3 本文研究内容4

第二章 喷水推进技术5

2.1喷水推进的主要技术发展进程5

2.2喷水推进的主要优点5

2.3喷水推进技术的应用前景6

2.4 混流式喷水推进器结构原理7

2.5喷水推进的主要实验性能8

第三章 FLUENT计算理论介绍11

3.1 FLUENT基本求解方法11

3.2 湍流流动概述12

3.3 FLUENT软件介绍12

第四章 混流式喷水推进建模和边界条件设置14

4.1 混流式喷水推进建模14

4.2 模型网格划分14

4.3 仿真模拟边界条件17

第五章 FLUENT仿真模拟结果分析20

5.1 航速为12m/s时结果分析21

5.2 航速为14m/s时结果分析23

5.3 航速为16m/s时结果分析25

5.4 航速为18m/s时结果分析27

5.5 航速为20m/s时结果分析29

结论31

致谢32

参考文献33

第一章 绪 论
1.1 课题的意义和研究背景
传统的螺旋桨是利用推进器直接产生推力，喷水推进是与众不同的推进方式，利用特殊的推进装置喷出水流，由其产生的反作用力推动船舶前进。，喷水推进技术研究进展缓慢，主要原因是理论研究不完善，关键性技术没有得到攻关。比如无空泡而且低损失效能的进口管道系统，机、泵、船的高效配合，水动力性能极佳的倒航操纵装置等技术没得到解决，大功能转换能力和高效率的推进泵没有被研发等。喷水推进具有抗空泡性能特别强、推进效率比较高、操纵的性能良好、附体的阻力比传统推进小、运行噪声相对较低和变工况的适用范围比较广等传统常规螺旋桨没有的优点。
为了对喷射推进器喷嘴结构尺寸进行优化设计，本文使用FLUENT软件及其自带GAMBIT建模软件对喷射推进器进行了仿真模拟，建立了不同喷嘴锥角、直径和长细比的三维模型，并对其喷射推进的效果进行了研究，主要从喷射后的压力场和速度场来分析喷射推进器的效果，从而实现喷射推进器喷嘴的优化设计，为喷射推进器的设计提供理论参考。
1.2 研究现状
空化流的研究，国内外近几十年来，很多学者在实验研究和数值分析方面已经做了大量的工作。国际会议着重于空化空蚀的机理、试验方法、数值模拟和应用，自1986年以来已经举办了五届[1]。除了开发试验研究空化流的数值计算，空化流从原始经验方法潜在的流方法(如升力面方法，表面单元法，涡格法和边界元法，然后到使用当考虑粘性雷诺(雷诺平均纳维-斯托克斯)方法，最后空泡流的数值模拟，越来越多的变成现实。目前，大涡模拟和仿真的空化流动分离涡模拟研究[2]是新兴研究方向。虽然国内外学者利用CFD方法对离心泵、轴流泵的空化性能和涡轮机叶轮机械进行研究[3]，但在整个液压螺旋桨空泡性能的数值分析和研究还是比较缓慢。