船舶进气系统进气特性的数值研究

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(1.大连海事大学 轮机工程学院，辽宁 大连 116026；2．中国船舶工业集团公司 船舶系统工程部，北京 100036)

传统船舶空气动力学研究大多采用风洞实测的方法确定流场速度和压力分布。该方法造价高，耗资大并且在风洞试验中存在着动力相似和几何相似的影响，还要考虑风洞边界条件的影响和湍流、风速、风向、雷诺数等。实验结果要进行换算，还存在测量点有限、采集数据的测量误差等问题，对于紊乱的流动区域难以获得准确的结果[1-2]。利用数值模拟的方法研究船舶内外流场的流动状况，对流场参数进行分析，并与传统的研究方法结合，可以有效地改善船舶性能、节约研究资金，提高研究效率。

目前，国内开展的进气室内流场研究中，针对进气滤清装置和蜗壳内的流场结构及其优化的研究相对较多[3-4]，但是考虑进气室整体结构以及消音器、滤清器等气动阻力影响的研究很少。同时，航行中的船体由于其外流场所处的环境的变化、甲板上的各种设施使空气流场中包含了流体分离、脱落涡、循环等诸多复杂现象[5-6]。这些流动的复杂性直接导致了进气系统内部流动的不确定性，其最大的影响就是动力系统进气流量的变化。在某些条件下会引起进气流量不足致使动力系统无法正常工作。进气系统进气流量的变化通过滤清器前后压差的变化得以体现，因此往往要在滤清器前后安装压力探测装置，当压差大于一定值就会报警，以便及时采取补救措施，增加进气流量。……