水下球形机器人环形射流推进系统水力特性数值模拟

摘要

针对海洋作业螺旋桨推进器机动性差、转弯半径大等问题，根据球形机器人内部推进系统环形管道布置需求，采用计算流体力学方法对由进口管段、环形管道和多喷嘴组成的环形射流系统进行三维动态数值模拟，探究喷嘴和进口管段与环形管道的不同连接方式、进口管段的不同布置形式对射流速度和系统内流场的影响；基于不同喷嘴射流组合，采用动态边界条件探究喷嘴出口速度变化，对比分析进口管段对称和非对称布置下射流速度灵敏度.研究表明：喷嘴和进口管段与环形管圆弧连接时，单喷嘴出口平稳速度高达59 m/s,略大于垂直连接情况；进口管段对称布置时，射流系统内流场较光顺平滑，各喷嘴平稳速度之间具有较好一致性，对称与非对称布置形式不影响喷嘴射流灵敏度.

关键词

射流推进 / 数值模拟 / 管道优化 / 灵敏度

基金资助

教育部人文社会科学研究项目(21YJAZH043); 河北省高层次人才项目(B2022003022); 南京工程学院高层次引进人才科研启动基金资助项目(YKJ202131)