Разработка методов расчета плоских кавитационных течений и прогнозирование кромочной кавитации натурных гребных винтов

• Автор: Васильев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I Численные методы расчета кавитационного обтекания
сечений корабельных конструкций идеальной жидкостью
§ 1.1 Принципы построения стационарной каверны в идеальной
жидкости методом А. Н.Иванова
§ 1.2 Вывод требований к аппроксимации контура и численная реализация постулата Чаплыгина-Жуковского для расчета стационарного обтекания профиля в безграничной жидкости
§ 1.3 Метод расчета нестационарного обтекания профиля потоком
с произвольной стационарной неоднородностью
§ 1.4 Метод расчета обтекания профиля в канале с параллельными стенками на бесконечности и с произвольной формой средней части
§1.5 Методические вопросы расчета плоского кавитационного
течения идеальной жидкости методом А. Н. Иванова
§ 1.6 Метод расчета подъемной силы при кавитационном обтекании
плоского профиля
Глава II Методы расчета кавитационного обтекания плоского
профиля с учетом вязкости и капиллярности жидкости

§2.1 Схема кавитационного течения с учетом вязкости и
капиллярности реальной жидкости
§2.2 Метод расчета кавитационного обтекания профиля в случае
частичной кавитации
§2.3 Особенности определения числа возникновения кавитации в
схеме с учетом вязкости и капиллярности
Глава III Прогнозирование кавитационных характеристик гребных
винтов
§3.1 Метод расчета формы каверны на лопастях гребных винтов
в однородном потоке
§ 3.2 Прогнозирование критического числа кавитации гребного
винта в неоднородном потоке
Заключение
Литература
Введение
Кавитация часто появляется при обтекании рулей и стоек быстроходных судов, подводных крыльев, гребных винтов и т.п.. Следствием ее возникновения является снижение эффективности крыльевых систем и гребных винтов, усиление вибрации и шума, эрозия движителей. Для того, чтобы избежать появление кавитации или хотя бы уменьшить её нежелательные последствия, необходимо еще на стадии проектирования уметь предсказывать для натурного объекта условия ее возникновения и оценивать последствия ее развития.
В настоящее время основным методом предсказания кавитационных характеристик натурных изделий является модельный эксперимент. Однако его использование осложнено тем обстоятелъством, что кавитация -очень сложное явление, которое зависит от многих факторов. Как показывают эксперименты [28,34,38,49,59,60], к ним относятся вязкость и капиллярность жидкости, газосодержание воды и т.д.. Следствием этого является то, что невозможно обеспечить полное динамическое подобие между модельными и натурными условиями обтекания даже для однородного набегающего потока. Поэтому моделирование осуществляется только по основному безразмерному параметру - числу кавитации и, переносить без поправок на натурные условия результаты эксперимента как правило нельзя. Их приходится экстраполировать на натурные условия с помощью полуэмпирических методов (экстраполяторов).
.Особенно важной для практики является проблема кавитации гребных винтов. До 50-60 годов рассматривалась, как правило, только развитая кавитация лопастей, негативно сказывавшаяся на к.п.д. и создающая. опасность развития эрозии лопастей. В дальнейшем потребности практики вызвали интерес к изучению начальных форм кавитации, ко-
Рис. 1.2.6 Зависимость циркуляции от числа контрольных точек на круговом цилиндре для двух вариантов численной реализации постулата Чаплыгина-Жуковского.
Кривая 1 - случай, когда заменена строка матрицы,.соответствующая контрольной точке непосредственно примыкающей к задней критической точке.
Кривая 2 - предлогаемая процедура численной реализации постулата. Кривая 2а - симметричная схема обтекания задней критической точки.