彭利坤， 屈 铎， 许文奇， 陈 佳

(海军工程大学 动力工程学院，武汉 430033)

大型舰船、潜艇上常设有纵倾均衡调水系统以调节舰船首尾平衡，其管系中的电液球阀启闭规律无法进行精确控制，而输水过程中球阀突然关闭时会产生剧烈的水击现象[1]，不仅导致管系的振动噪声，甚至可能造成管路破裂、阀门等设备损坏。

针对突然关阀、停泵等引起的流体管路水击问题，王福军等采用基于特征线法的热流体仿真平台Flowmaster对某泵站进行水力过渡过程计算，并对泵后阀门关闭规律和空气阀布置方案进行优化[2]；由于特征线法难以考虑管道空间效应等局限性[3]，CFD(Computational Fluid Dynamics)逐渐被应用于水击压强计算[4-5]。Nikpour等[6]采用标准k-ε湍流模型模拟水击现象，得到了与实验数据基本一致的结果。张飞等[7]采用短时傅里叶变换方法，研究了水泵水轮发电机组球阀动水关闭前、后及过程中机组及球阀的主要频率成分变化情况。对于典型的球阀控制流体管路系统，因舰船空间狭小，单相调压水箱、蓄能器等传统的水击防护措施不易在舰船上实施，蔡标华[8]采用AMEsim对舰船首尾移水系统进行仿真与实验分析，认为延长球阀关闭时长能有效抑制水击；郭兰兰等[9-10]采用FLUENT滑移网格技术对球阀关闭水击压强进行计算，认为相比匀速、匀加速关阀方式，无阀腔球阀模型的匀减速关阀方式对水击现象的抑制效果较好。在液压泵站过渡过程中常采用两阶段关闭液压阀进行水击防护，并取得了较好的效果[11]。……