旋转翼型冲击水介质动态模拟研究.pdf

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1、技术交流旋转翼型冲击水介质动态模拟研究孙兰凤1，张成波2●(1．四川电力职业技术学院动力工程系，四川成都610071；2．东方电气股份有限公司，四川成都610036)摘要：简要介绍了旋转翼型声辐射的研究现状，建立了NACA系列翼型以及环形水域模型。对翼型采取刚性体，对水介质采用Gruneisen状态方程来定义材料的压力，对模型采用8节点实体单元进行网格划分。采用ALE算法模拟了水域单元的声压值，尤其是翼型在同一起始和终止时间的速J贾一时间曲线(直线、正弦线、抛物线以及正切线)被研究了。对同一单元在不同旋转方式下的声压值以及同一旋转方式下不同单元的声压值进行了比

2、较。关键词：翼型；冲击：动态模拟中图分类号：TP391．9；TK733．3文献标志码：ADynamicSimulationStudyonRotatingAerofoilImpactingWaterMediumSUNLan．fen91，ZHANGCheng-b02(1．DepartmentofPowerEngineering，SichuanElectricVocationalandTechnicalCollege，Chengdu610071，嘶2．DanglingElectricCorporation,Chengdu610036，China)Abstract：T

3、hepresentstateojsa,4,onthesoundradiationojrotatingaerofoilissimplyintroducedThemodels《NACAseriesaerofoilandannularfluidarebuilt．TherigidmaterialisadoptedinaerofoilandtheGruneisenequationofstateisusedtodefinethepressureofthew蹴rmedium,bothmodelsismeshed匆eightnodessolidelements．Thesoun

4、dpressure西thewd铆unitissimulatedbyusing脚algorithm．Inparticu肠nfourdifferentvelocity-timecurveswiththesomestartingandendingtimeandvelocityofaerofoilmovement(straightline,sinecurve,paraboficcurve,tangentcurve)aredevelopS．Thedifferentkindsofsoundpressureofthesameelementwithdifferentrotat

5、ingstyleandthedifferentelementswiththesamerotatingstylealecomparedwitheachother．Keywords：aerofoikimpact；dynamicsimulation0引言翼型是工程技术领域常用的典型形体，在水利水电工匡近年来，旋转翼型的声辐芽{多学者在实验和理论方面首先测量。文献[2]引用了Anderson作者简介：孙兰凤(1978．)，j62机电设备2014／02问题的研究，对翼型流场进行了显示实验。动态失速问题研究也就是前缘涡分离问题研究以及在推进方面对翼型最优运动方式研究，同时

6、完成了振动翼型全面的推进能力和效率的测量。文献[3]运用Rallkine奇点一阶面元法，以在无限水域中斜航运动的舵为研究对象，考虑线性自由表面边界条件计算了穿透自由表面定常斜航运动物体的水向为流体机械及工程。动力。文献[4]主要讨论了自由液面下三维水翼定常升力绕流的水动力系数计算问题。文献[5】运用有限体积法结合双时间推进技术求解三维非定常欧拉方程，模拟了有限翼展机翼在同时具有上下拍动和俯仰运动状态下的非定常流场，计算了不同状态下扑翼的升力及推力，分析了各个影响因素对扑翼气动特性的影响。文献【6】运用有限体积法结合双时间推进技术数值求解三维非定常Euler方程

7、，模拟了机翼在运动状态下的非定常流场，采用双时间推进法求解非定常Euler方程，验证此方法可以极大地提高非定常流场计算效率。同时，刘晓宙‘7。01在余志兴【11_121研究粘性流场结果的基础上，对流体通过涡激振动机翼的声辐射进行了研究，首先考虑了机翼的强迫转动，只有一个自由度，进而考虑了更为复杂机翼振动，有两个自由度，分别是上下振动和绕弹性中心的转动，得出流体绕涡激振动的机翼引起的声辐射大于流体绕固定机翼引起的声辐射，特别是当涡脱频率和机翼的固有的振动频率一致时，声辐射达到最大，并且根据翼型的周期性涡发放，需要较大的攻角，而攻角的具体大小与翼型有关系，提出了可

8、以利用改变翼型形状控制涡激噪声的可能性