汲国瑞，刘雪琴，尹晓辉，刘建国

(1.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011；2.喷水推进技术重点实验室，上海 200011)

0 引 言

喷水推进是一种广泛应用在中高速船舶、具有时代特征的先进推进方式[1]。与传统螺旋桨推进相比具有很多优点，但是在喷水推进船设计阶段，只能通过相似换算将模型实验数据换算为实尺度喷水推进船的推力和阻力，从而实现快速性预报。在此过程中尺度效应对快速性预报的准确性具有重大影响。因此研究尺度效应对喷水推进器进出口流场的影响对喷水推进船的快速性预报具有重要意义。

1 研究对象

以某喷水推进船为研究对象，该喷水推进船安装两台混流式喷水推进泵，设计航速Vs为32 kn，喷泵设计转速ns为372 r/min，设计流量Qs为30 m3/s。

图1 喷水推进船Fig.1 Water jet propulsion ship

2 相似换算

船模航速可以根据傅汝德相似得出：

在满足进速系数相等且假定伴流无尺度作用时，叶轮转速满足以下相似关系：

喷泵流量和转速满足的相似公式如下：

根据以上相似关系式可以求出不同缩尺比的船速及喷泵参数如表1 所示。

表1 不同缩尺比喷泵参数Tab.1 Parameters of pump with different scale ratio

由此可以得到不同缩尺比下喷泵的参数，进而可以对不同缩尺比下的喷泵进行数值模拟。

3 叶轮和导叶体模拟方法

叶轮和导叶体是喷水推进系统重要水动力部件，在数值模拟喷水推进船自航状态时对于叶轮和导叶的数值模拟通常采用滑移网格法、旋转坐标系法、虚拟盘、力源法4 种方法[5]，其中滑移网格法和旋转坐标系法需要对叶轮和导叶体全部划分网格，对计算机性能要求较高，且耗时较长。……