多功能水洞水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核.pdf

1、水洞是進(jìn)行流體力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)研究的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備。水洞中適宜開展邊界層、湍流、尾流和艦船模型設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)研究，還可以用于研究空化、自由液面和水彈性等水動(dòng)力學(xué)中特有的現(xiàn)象。水洞的設(shè)計(jì)建造對(duì)開展基礎(chǔ)研究和解決實(shí)際工程問題都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　多功能循環(huán)水洞的設(shè)計(jì)涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核等。設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了水洞設(shè)備良好的人機(jī)交互性能、功能的多樣性和使用、維護(hù)的安全高效，采用了一些具有特色的設(shè)計(jì)理念，本文重點(diǎn)研究關(guān)

2、鍵部段水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核。
　　水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)部分主要包括系統(tǒng)功率損失計(jì)算和動(dòng)力系統(tǒng)選擇，收縮前二轉(zhuǎn)角段優(yōu)化設(shè)計(jì)，穩(wěn)流與整流段低湍流度設(shè)計(jì)，收縮段優(yōu)化設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)段流場(chǎng)性能預(yù)測(cè)。通過理論計(jì)算，確定了循環(huán)水洞系統(tǒng)的能量損失，并且綜合考量穩(wěn)定性和振動(dòng)等因素選擇了合適的動(dòng)力系統(tǒng)。充分借鑒國內(nèi)外低湍流度風(fēng)洞和水洞設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并利用Fluent軟件平臺(tái)進(jìn)行了大量數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，拐角處選用了流場(chǎng)改善效果最好的二維導(dǎo)流形式;穩(wěn)流與整流段采用

3、Φ10mm×90mm的PVB管作為蜂窩器管、2層20目和2層30目阻尼網(wǎng)，保障了該部段的低湍流度;收縮段綜合考慮流場(chǎng)品質(zhì)、湍流度壓制性能、速度均勻度等選用長為4m的五次方曲線。實(shí)驗(yàn)段流場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果表明，無論是開式還是閉式運(yùn)行模式下，實(shí)驗(yàn)段均有良好的流場(chǎng)品質(zhì)，能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)保障了水洞系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)段所有流速范圍內(nèi)均有較好的流場(chǎng)品質(zhì)和較低的湍流度。
　　基于ANSYS的結(jié)構(gòu)分析模塊和協(xié)同仿真環(huán)境Workbench對(duì)實(shí)驗(yàn)段支撐