弹性回转体入水砰击载荷预报

采用数值仿真方法分析三维弹性回转体的入水问题,分析不同厚度的回转体的砰击压力峰值的变化规律;讨论以一定初速度入水时结构弹性模量对砰击压力峰值的影响;分析了砰击压力峰值随初速度的变化规律.计算结果发现,弹性回转体的砰击压力峰值随厚度、弹性模量以及速度的增加而增加.提出了随结构厚度、弹性模量和初速度变化的弹性回转体砰击压力峰值的预报公式.     

回转体三维绕流场数值计算

提出一种满足主尺度和均衡条件的水滴形潜艇回转体数学描述方法，借助采用k-ε湍流模型和有限体积法来求解RANS方程的方法，对用该数学描述方法生成的一种回转体模型进行了数值模拟计算；采用两层壁面模型，以便在近壁区域采用精细网格来模拟回转体边界层内的流场流动特征。同时，对文献[1]给出的一种回转体模型也进行了数值模拟计算。给出了回转体表面压力系数纵向分布，计算了多种来流速度时不同横剖面处的速度以及表面摩擦阻力系数分布曲线，并与有关文献给出的实测值和计算值进行了比较，证明其分布趋势基本一致，而且与实测值更加接近，从而为水滴形潜艇流场计算和阻力预报提供了一种有效的计算方法。     

轴对称回转体的CFD分析及厚边界层理论计算

本文采用CFD计算技术和厚边界层理论的积分法,对轴对称回转体周围的绕流场速度分布、表面压力、摩擦阻力系数以及边界层厚度分布进行了数值分析计算。本文提供了两种方法的计算结果,并与有关文献给出的试验结果进行了比较和验证。对比表明,计算结果和试验结果的趋势基本一致,在一定程度上验证CFD方法和厚边界层积分法的有效性和可靠性。     

水下回转体微气泡减阻方案设计

通过数值计算方法,模拟回转体在水下的航行,分析回转体周围流场、压强及其壁面上阻力的分布,并根据计算结果为该回转体设计了有效的微气泡减阻方案.     

三维回转体入水砰击载荷预报

采用数值仿真的方法研究了三维刚性回转体的入水问题,分析了不同回转角度的回转体的砰击压力峰值的变化规律,并研究了以一定初速度入水时,结构质量对砰击压力的影响。计算结果表明,恒速下降时,砰击压力峰值随角度的增加而下降;初速下降时,随着结构质量增加,砰击压力峰值先急剧增加,然后区域平稳。最后提出了不同回转角度、不同质量系数的回转体在初速下降与恒速下降时砰击压力峰值的预报公式。     

平头回转体压强分布的计算

本文讨论了用同轴涡环系来模拟平头回转体的无粘性、不可压缩轴对称绕流,建立了平头回转体表面速度分布所满足的第一类Fredholm积分方程,并给出了求解的数值方法和若干数值计算例子。最后将所得结果和有关的试验数据或其它理论结果作了比较和讨论。     

回转体空泡绕流现象的数值模拟

利用FLUENT 6.0流体动力学计算软件对轴对称回转体的自然空化现象进行了数值模拟,得到了不同头型和不同空化数下的回转体周围空泡绕流流场和体积分数分布.计算结果与其他研究人员的计算与试验结果比较吻合,说明利用FLUENT 6.0软件可以较好地模拟空泡绕流现象,能够正确反映空泡外形随空化数变化的规律,并且能够较准确地捕捉到空泡尾端回射流现象.     

波浪中多船多墩柱受力和运动的快速计算方法

文章对多船多墩柱相互作用问题提出了一个快速计算方法.该方法是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面之外的外场.对内场,采用简单的解析解;对外场,由于剖面是矩形的,所以可采用在船体水面周线上分布源汇的简单的源汇分布法.对内外场进行耦合匹配进行求解.直立柱体则相当于船底和水底之间间隙为零的情况,所以上面也可包括直立柱体的情况,这样该方法对多船多墩柱的问题可以给出简便快速的算法.通过与试验结果和数值结果的比较,验证了文中计算的有效性.     

回转体二阶绕射压力和绕射力

本文在离开物体不远处的外场,给出了Stokes波中三维物体的二阶绕射势的解析表达式,其关于极角θ的傅里叶分量满足Sommerfeld辐射条件。在内场,给出了用简单Green函数方法求解回转体二阶绕射势的计算方法。作为例子,本文计算了Stokes波中一定吃水圆柱体的二阶压力分布和二阶力,计算结果和有关实验结果进行了比较,二者的符合程度是令人满意的。     

回转体外形的一个数学表示法

本文根据回转体所应满足的基本边界条件,利用多项式的余数定理,导出了回转体横截面面积分布曲线的基本表达式。式中含有一个函数性参数。参函数的任一给定形式,可在“标准化坐标系”内生成一条回转体头部或尾部的型线;与此相反,任一给定型线上的各种信息,均可在参函数上得到反映,从而可以很容易地得出相应的数学表达式。文中给出的双参数系列,可以提供棱形系数范围很广的型线。 本文方法有着良好的逼近能力;采用本文方法,三参数的五阶多项式,一般情况下,即可得到良好的逼近效果。作为算例,文中给出了“Akron”飞船头部曲线的近似表达式。该表达式为一五阶多项式;但它能够给出比“Williams”的八阶多项式更为满意的近似结果。     

细长回转体水动力估算

根据12艘细长回转体模型的风洞和水池试验资料,本文采用“等价平板”和“形状因子”的办法,给出了一组估算细长回转体水动力的半经验公式。它适用于估算具有尾收缩段的细长潜水体的水动力。     

超空泡回转体减阻特性研究

基于Fluent 6.0的气泡两相流模型对超空泡回转体的减阻特性进行了数值研究.内容包括:外形对阻力及超空泡形状的影响;超空泡控制;阻力系数随空泡数的变化规律;长细比对减阻率的影响.超空泡减阻机理的研究表明:超空泡不仅可以减小回转体的摩擦阻力,还可以减小回转体的压差阻力.在外形、长细比和空泡数以及工程可实现性等诸多因素中,存在着一个最佳组合,使减阻率最高.     

回转体空化研究现状及展望

针对水下高速运动回转体周围必然产生空化现象的问题,阐述了空化现象的主要负面影响,详细介绍了回转体空化实验装置、回转体水下空泡流和出入水研究进展及成果,简要分析了回转体空化研究的发展趋势。     

回转体-螺旋桨组合体之推力减额的一个数值预测方法

作者把计算回转体绕流的Landweber方法推广到带有运转螺旋桨时回转体绕流问题的计算,导出了附加螺旋桨影响后的物面速度分布的第一类Fredh-olm积分方程。对该方程的迭代求解则用新的加速迭代公式替代常用的Land-weber迭代公式。通过对带与不带运转螺旋桨时回转体上压力差的积分可以得到推力减额。两条模型(分别在风洞、水池的试验)的数值例子表明:本方法的迭代速度要比Landweber迭代公式快,而计算得的推力减额和表面压差分布与试验结果的一致性很好,优于Huaug用Hess-Smith方法算得的结果。     

回转体艇型阻力近似计算方法与试验研究

研究了试验设计和近似模型技术,确定了回转体艇型曲线的6个控制参数,根据系列回转体阻力数值计算结果,建立了水下航行器阻力近似计算的响应面模型及径向基神经网络模型。通过系列模型试验验证了多种近似模型的拟合精度,与工程估算方法以及CFD方法进行了比较。结果表明,4阶响应面模型及径向基神经网络模型精度远高于工程经验公式,能够正确反映艇型参数对阻力结果的影响,为后续艇型优化设计带来一定的参考价值。     

复杂回转体数学表示方法

非对称结构的复杂回转体广泛应用于水下潜器.为了提高自动化设计效率,本文在对布置需求进行分析的基础上,采用椭圆簇函数表示回转体截面曲线.同时结合约束条件及总布置的要求,建立方程组.并对方程组进行数值求解,求得满足总布置和排水量要求的数学线型.最后结合水动力性能数值模拟技术,将求得的回转体与SUBOFF的阻力性能进行对比,以验证求得的回转体的水动力性能优良,能满足工程实际需求.     

AUV hull shape design based on desired pressure distribution

The role of autonomous underwater vehicles (AUVs) is more important in the quest to reach the deep seas today than ever before. The hull shape of the AUV can differ depending on the special mission considered for the vehicle. Therefore, different types of algorithms for the body shape design of these kinds of vehicles are being developed every day. In the current work, a new procedure has been proposed for designing the body shape of an AUV. Using this method which is based on a desired pressure distribution, it is possible to obtain the desired hull shape design. Artificial neural network algorithm has been used for this purpose. Preliminary data for training and testing of the network have been obtained from CFD simulation of the flow around the body of Hydrolab500 AUV. In this regard, pressure distribution has been evaluated around each body by changing the nose and tail profile of AUV. The results obtained from this research indicate that a body correlated to the desired pressure can be designed properly.     

回转体外形的参函数逼近

在文献[4]的基础上,进一步讨论了回转体外形的参函数逼近方法。利用这种方法可以自然满足边界条件,简化逼近计算;可以对给定的型值进行直观的检查和光顺,提高逼近精度;可以显示出节点的合理部位,减少节点选择的盲目性。 作为文献[4]的继续和补充,还给出了圆锥端头截体和平端头截体的数学表达式。     

舰船推进轴系转向监测的软件方法

针对舰船推进轴系传统转向判断方法存在的处理电路过于复杂的缺点，提出了一种基于80C196KC单片机及其相应软件实现转向监测的新方法。该方法在主机工况记录仪的研制中得到了成功应用。     

结构物出水过程中的自由液面变形研究

利用有限体积法( FVM)研究了圆柱形物体垂直出水的问题.物体以恒定速度垂直出水时,初始自由液面会受到物体的抬升作用而发生变形.自由液面的峰值变化与物体的初始深度有关,但当初始深度Y＞5R时其对液面变形的影响不变.研究还发现液面变形的峰值与物体的长度无关,与物体的头、尾部形状及宽度关系较大.头部平整的物体出水时的液面峰值很大,而头部尖锐的物体出水时液面峰值较小,在双30°锥角形下,液面可以看到明显的波纹.