多功能水洞水動力學設計及強度校核.pdf

1、水洞是進行流體力學和水動力學研究的重要實驗設備。水洞中適宜開展邊界層、湍流、尾流和艦船模型設計等實驗研究，還可以用于研究空化、自由液面和水彈性等水動力學中特有的現(xiàn)象。水洞的設計建造對開展基礎研究和解決實際工程問題都具有重要的現(xiàn)實意義。
　　多功能循環(huán)水洞的設計涉及結構設計、水動力學設計和結構強度校核等。設計過程中，充分考慮了水洞設備良好的人機交互性能、功能的多樣性和使用、維護的安全高效，采用了一些具有特色的設計理念，本文重點研究關

2、鍵部段水動力學設計和結構強度校核。
　　水動力學設計部分主要包括系統(tǒng)功率損失計算和動力系統(tǒng)選擇，收縮前二轉角段優(yōu)化設計，穩(wěn)流與整流段低湍流度設計，收縮段優(yōu)化設計以及實驗段流場性能預測。通過理論計算，確定了循環(huán)水洞系統(tǒng)的能量損失，并且綜合考量穩(wěn)定性和振動等因素選擇了合適的動力系統(tǒng)。充分借鑒國內外低湍流度風洞和水洞設計經(jīng)驗并利用Fluent軟件平臺進行了大量數(shù)值模擬的基礎上，拐角處選用了流場改善效果最好的二維導流形式;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品質、湍流度壓制性能、速度均勻度等選用長為4m的五次方曲線。實驗段流場預測結果表明，無論是開式還是閉式運行模式下，實驗段均有良好的流場品質，能夠滿足實驗要求。水動力學設計保障了水洞系統(tǒng)在實驗段所有流速范圍內均有較好的流場品質和較低的湍流度。
　　基于ANSYS的結構分析模塊和協(xié)同仿真環(huán)境Workbench對實驗段支撐