多功能水洞水動力學(xué)設(shè)計及強度校核.pdf

1、水洞是進行流體力學(xué)和水動力學(xué)研究的重要實驗設(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(xué)中特有的現(xiàn)象。水洞的設(shè)計建造對開展基礎(chǔ)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(shè)計涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計、水動力學(xué)設(shè)計和結(jié)構(gòu)強度校核等。設(shè)計過程中，充分考慮了水洞設(shè)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(shè)計理念，本文重點研究關(guān)

2、鍵部段水動力學(xué)設(shè)計和結(jié)構(gòu)強度校核。
　　水動力學(xué)設(shè)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(zhuǎn)角段優(yōu)化設(shè)計，穩(wěn)流與整流段低湍流度設(shè)計，收縮段優(yōu)化設(shè)計以及實驗段流場性能預(yù)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(nèi)外低湍流度風(fēng)洞和水洞設(shè)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(chǔ)上，拐角處選用了流場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。實驗段流場預(yù)測結(jié)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(zhì)，能夠滿足實驗要求。水動力學(xué)設(shè)計保障了水洞系統(tǒng)在實驗段所有流速范圍內(nèi)均有較好的流場品質(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對實驗段支撐