La prédiction transitoire comparative sur les caractéristiques hydrodynamiques et les propriétés du champ d'écoulement des pompes-jets avec des conduits accélérants et décélérants

Résumé La pompe-jet occupe une position clé dans diverses applications marines, soulignant la nécessité de comprendre leur comportement transitoire dans le but d'améliorer la conception et d'affiner les performances. Cet article utilise la méthode des équations de Navier-Stokes moyennées par Reynolds en conjonction avec le modèle de simulation deddy détaché. L'étude examine les répercussions des conduits accélérants et décélérants, distingués par la cambrure f et les angles d'attaque α, sur les caractéristiques hydrodynamiques transitoires. Les caractéristiques hydrodynamiques sont étudiées numériquement, après validation de la méthodologie numérique en comparant les résultats de simulation avec des résultats expérimentaux. Par la suite, l'étude aborde les caractéristiques de propulsion, suivie d'une exploration des données dans le domaine temporel et le domaine de fréquence transformées par transformation de Fourier rapide pour analyser les fluctuations de poussée et les pressions pulsées. De plus, un examen détaillé de la distribution de pression et du champ de vitesse est fourni, visant à disséquer les mécanismes par lesquels les variations de f et α influencent le champ d'écoulement. Les résultats suggèrent que la vitesse de sortie des conduits accélérants dépasse significativement la vitesse d'entrée, un comportement contrasté par les conduits décélérants. Notamment, les motifs des conduits accélérants et décélérants résultant des modifications de f affichent des caractéristiques cohérentes avec celles entraînées par des changements de α. Cependant, plusieurs caractéristiques opposées émergent dans le champ d'écoulement transitoire en raison des modifications distinctes du profil du conduit. En outre, en considérant la distribution de la magnitude de la vorticité et les tourbillons, une analyse comparative élucide les effets des variations de f et α sur les tourbillons arrière du rotor et du stator. Cela contribue à comprendre le mécanisme de l’instabilité d’écoulement sous différentes configurations de conduits. Il est évident que les variations de f et α exercent une influence significative tant sur la performance que sur le champ d'écoulement.