风向对船用燃机进气室进口流场影响数值研究-论文.pdf

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1、第39卷第4期大连海事大学学报VoI．39No．42013年11月JournalofDalianMaritimeUniversityNOV．。2013文章编号：1006-7736(2013)04-0095-04风向对船用燃机进气室进口流场影响数值研究刘晓亮，胡政，王建华，孙鹏，钟兢军(1．海军驻北京作战系统军事代表室，北京100036；2．中国船舶工业集团公司船舶系统工程部，北京100036；3．大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026)摘要：采用三维数值模拟方法，对不同气流条件下的某船用燃气轮机进气系统周围的流场结构进行研

2、究．结果表明，进气百叶窗附近总压和静压随气流方向变化呈近似正弦分布，0引言同侧前进气系统百叶窗进口压力周期性脉动值高于后进气系统百叶窗进口压力脉动，来流方向与百叶窗夹角越大，百目前，国内开展的舰船外流场研究中，针对甲板叶窗处流场分布越均匀；后侧进气系统百叶窗受分离区影响气流场¨I4J，尤其是舰船空气尾流场的研究较较大，使得后侧两个百叶窗附近的湍流黏度较高，进气条件多l5J，这些研究重点多集中在舰船流场结构对舰较差．载机起降的影响方面，而对进气系统附近流场结构关键词：船用燃气轮机；进气系统；数值模拟；气流方向；百叶的分析较少．航行中

3、的船体由于其外流场所处环境窗的变化、甲板上的各种设施使空气流场中包含了流中图分类号：0354文献标志码：A体分离、脱落涡、循环等诸多复杂现象．这些流动Numericalstudyofthewinddirectioninfluence的复杂性直接导致进气系统内部流动的不确定性，ontheinletflowfieldofshipintakesystem其最大影响就是燃气轮机进口流场的均匀程度．在某些条件下会引起进气流量不足致使动力系统无法LIUXiao．1iang，HUZheng，WANGJian—hua，正常工作．因此，对进气系统布

4、置形式及其周围气SUNPeng，ZHONGJing-jun流场开展相关研究是十分必要的．(1．ConductOperationSystemsMilitaryRepresentativeOficeofNavy1计算模型及边界条件StationedinBeijing，Bering100036，China；2．SystemsEngineeringResearchInstituteofChinaStateShipbuildingCooperation，Beijing100036，China；1．1计算模型3．MarineEngineeri

5、ngCollege，DalianMaritimeUniversity，为较真实地模拟进气室外流场，本文对进气系Dalian116026，China)统及甲板上临近结构进行l：1建模，相邻结构适当Abstract：3Dnumericalsimulationiscarriedouttostuaythe简化，具体如图1所示．将轴方向定义为长度方flowfieldofshipintakesystemindifferentinletconditions．Re—向，】，轴定义为宽度方向，z轴定义为高度方向．4台suitsshowsthatth

6、evariationoftotalpressureandstaticpressure燃机进气系统对称布置，每个进气系统配置6扇百withinletflowdirectionareapproximatelysinusoida1．Thepres-叶窗．surefluctuationvalueofthefrontintakesystemishigherthan计算精度与很多因素有关，计算域设置就是其thatoftherearintakesystem．Theanglebetweenflowdirection中一个基本因素，本文采用阻塞率作

7、为计算域给定andshutterisbigger，andtheflowfielddistributionattheshutter的限定．一般认为阻塞率应不大于3％，同时，这一inletismoreuniform．Theturbulenceviscosityishigherattherearintakeshuttersbecauseoftheflowseparation．whichlcads指标并不是确定计算域大小的唯一标准．本文根据toaworseinletcondition．上层建筑模型尺寸，确定计算域如图2所示．计算域Keyw

8、ords：marinegasturbine；intakesystem；numericalsimu一网格数约为130万．收稿日期：2013-05-07．作者简介：刘晓亮(1965一)，男，高工．通信作者：孙鹏(1979一)，男，博士，副教授，E—ma