肥大型船舶阻力计算方法修正

为了改善部分肥大型船舶的阻力计算方法,提高计算精度和适用性,以兰坡凯勒方法为基础,结合近年来部分典型新造船型,通过计算结果和实验数据的对比分析,探讨计算结果产生偏差的原因,提出适用于新造船型阻力预报的修正方法。将此方法应用于油船和散货船,所得到的计算结果准确度有较大提高,表明修正后的计算方法具有一定的工程实用价值。     

基于CFD的双艉客船阻力特性分析

[目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的工程方法。采用粘性流计算软件FINE/MARINE,对某双艉客船的航行阻力进行计算,探讨船舶第1层网格节点高度、船舶航速以及附体对计算结果的影响,并将不同航速下的阻力预报及其结果与试验数据进行对比。[结果]结果显示,预报误差基本在3%以内。[结论]研究表明,所提方法计算效率高且易于实现,预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

船舶有航速辐射问题的新实用数值方法

为解决船舶在波浪中以恒定速度运动的辐射问题,基于势流理论,采用三维瞬时自由面格林函数方法对船舶水动力问题进行求解。提出三维瞬时自由面格林函数波动项的新数值计算方法,并在大时间区域内基于精细积分法对三维瞬时自由面格林函数的波动项进行插值调用,最终提高波动时域格林函数的数值计算精度。对Wigley船型的水动力系数进行数值计算,并将附加质量和阻尼系数的数值计算结果与试验结果和参考文献进行对比,验证新数值计算方法的有效性。     

75000 t散货船阻力预报方法

对用于船舶阻力研究的经验公式估算、船模试验和CFD数值计算3种方法进行介绍,并以75 000 t散货船为例讨论这3种方法的预报阻力可行性,计算结果表明,CFD计算阻力与试验值相比误差较小,经验公式计算需要根据目标船型选取合适的计算公式或图谱,并对其进行修正。     

关于船舶浅水阻力估算方法的探讨

本文根据一组六种不同船型的深浅水阻力试验结果,提出了一种以R_u/R_∞～HT关系作为估算船模(船舶)浅水阻力的方法,并制成估算阻力的图表。最后用本方法分别计算了一条船模和一条实船的浅水阻力,并与实测结果作粗略比较,说明本方法较为简捷方便,并具有一定的准确性和可靠性。     

基于CFD的一种无压载水船阻力数值模拟

为解决船舶压载水问题,在无压载水船设计理念贯通流系统的基础上,利用连通管路对其进行改造,提出一种船舶无压载水化新思路。同时,以系列60船型改造后的新船型作为研究对象,基于CFD方法,选用混合网格和RNG 湍流模型对其进行阻力数值模拟,利用黏性流对叠模求解。为验证网格划分和数值方法的合理性,首先,对系列60船型进行数值模拟,计算结果与传统实验数据基本吻合。然后,对新船型进行阻力数值模拟,并将其与系列60船型的阻力数据进行比较分析。结果表明,新船型降低了船舶阻力,优化了水动力性能。     

两种形式支柱小水线面双体船粘性阻力计算方法研究

对船舶粘性阻力工程及理论计算方法作了介绍,构建了一典型直支柱SWATH数学船型,变换得到斜支柱SWATH,运用数值与工程估算两种方法对SWATH粘性阻力进行计算,通过对比分析,验证了工程估算的适应性以及数值计算的准确性。因此,两种计算方法在SWATH设计初始可以作为其粘性阻力计算和船型优化分析的有效工具。     

不对称船型斜向航行阻力性能仿真与试验研究

能够以一定偏角(船舶纵轴线与航行轨迹切线间的夹角)斜向航行的非对称船型,是国外近年提出的一种新船型,在多种海洋工程作业中有着得天独厚的优势,具有广阔的应用前景。本文通过数值模拟和船模实验方法对一型非对称船型的不同航向的阻力性能进行了研究,计算了其不同斜向航行偏角下的阻力,以获得阻力系数随斜向航行偏角变化的关系,并依据计算结果得到斜向航行角度大于30°时,船体迎流段对黏压阻力的影响将超过去流段的结论,为今后该类船舶的设计提供参考。     

西漳船型的阻力计算方法

本文在船模试验的基础上,求得西漳船型单位排水量阻力与航速的最佳吻合曲线,从而提出一种简便实用的西漳船型深水阻力计算方法。再由深水阻力,按许立汀浅水阻力计算方法的原理,提出一种简便的浅水阻力计算方法。     

基于变复杂度方法的船舶型线优化

介绍变复杂度方法的基本原理,给出变复杂度的优化框架;以克里索集装箱船(KCS)船舶兴波阻力为目标,采用变复杂度方法对KCS艏部型线进行优化,得到兴波阻力下降的船型,并对优化结果进行对比分析。结果显示,变复杂度方法的计算结果具有一定可靠性,可显著提升船型优化效率,具有一定的工程实用价值。     

三维波对船舶运动响应影响研究

通常情况,实际海况的波浪更接近三维波,而在船舶运动预报时,目前主要考虑二维波(长峰波)中的响应,不能真正反映船舶在实际海浪中的运动.文中利用不同方法(频域方法、时域方法以及模型)研究了三维波的方向扩散性对船舶运动响应的影响.三种方法得到的三维波对船舶运动的影响是一致的.结果显示,在研究实际海况中的船舶运动时,考虑三维波的方向扩散性是非常重要的.     

一种二维态势显示与三维视景一体化系统设计与实现

在介绍当前二维态势编辑软件与三维视景仿真软件优缺点的基础上,提出一种二维态势编辑显示与三维视景显示一体化的思想来解决独立的二维态势与独立的三维视景显示的不足之处,有机地结合了二维态势的宏观性、整体性、抽象性和三维视景的现实性、直观性的优点,克服了二维态势的抽象多义性和三维虚拟场景漫游的迷失感,并且编程实现该设想.     

基于3D扫描的全息处理及三维构图技术研究

在船舶改装工程中,采用传统的人工手段进行测绘,不仅工作量大,耗时长,而且数据精度难以保证。同时手工测绘的图纸资料无法输入到三维设计软件中,不利于原船结构系统与改装部分的接口管理。本次研究引入了3D激光扫描技术,对原船进行自动扫描,并生成三维模型,直接导入到三维软件中进行设计,缩短了测绘的时间,提高了测量精度,很好的解决了改装工程工期紧张的问题,同时又节省了大量的人力和物力成本,提高了经济效益。     

基于Civil 3D的三维地质建模方法及应用

三维地质建模是实现岩土勘察BIM动态设计的关键,如何快速、高效地建立能直接应用于指导设计施工的三维地质模型,是工程实践应用中的难点之一。以厦门第二东通道工程地质勘察项目为例,依据野外实测的地形测量数据及钻孔、物探等地质数据,利用Civil 3D强大的曲面功能,首先建立地形曲面和地层曲面单元;其次,利用Civil 3D中"由曲面提取实体"等工具,自地表而下逐层建立三维地质体,并整合生成最终的三维地质模型。此外,通过二次开发建立基于Civil 3D三维地质模型任意剖切补充模块,实现了地质模型的任意剖切及栅格图生成;同时,通过部件编辑器功能,针对沉管基槽进行开挖设计。工程应用结果表明,该建模方法便捷、直观且高效,所形成的模型能直接应用于指导工程设计和施工。     

The effect of finite depth on 2D and 3D cavitating hydrofoils

The iterative numerical method that has been developed for cavitating hydrofoils and surface piercing bodies moving inside a numerical towing tank is modified and extended to the case of fully submerged, both two- and three-dimensional cavitating hydrofoils in water of finite depth, and the effects of subcritical speed, critical speed and supercritical speed are investigated in detail. The iterative numerical method based on Green’s theorem allows separating the cavitating hydrofoil problem, the free surface problem and finite bottom problem both in two and three dimensions. The cavitating hydrofoil surface, the free surface and the surface of finite bottom are modeled with constant strength dipole and constant strength source panels. While the kinematic boundary condition is applied on the hydrofoil surface, a dynamic condition is applied with a cavity closure condition on the cavity surface. The source strengths on the free surface are expressed in terms of perturbation potential by applying the linearized free surface conditions. No radiation condition is enforced for downstream and transverse boundaries. The source strengths on the bottom surface are zero because of vanishing normal velocity. The method is applied to 2D and 3D cavitating hydrofoils, and the effect of finite bottom on lift and drag coefficients, cavity number and wave elevation is investigated.     

Numerical simulation of 2D and 3D sloshing waves in a regularly and randomly excited container

In this paper,various aspects of the 2D and 3D nonlinear liquid sloshing problems in vertically excited containers have been studied numerically along with the help of a modified-transformation.Based on this new numerical algorithm,a numerical study on a regularly and randomly excited container in vertical direction was conducted utilizing four different cases： The first case was performed utilizing a 2D container with regular excitations.The next case examined a regularly excited 3D container with two different initial conditions for the liquid free surface,and finally,3D container with random excitation in the vertical direction.A grid independence study was performed along with a series of validation tests.An iteration error estimation method was used to stop the iterative solver（used for solving the discretized governing equations in the computational domain） upon reaching steady state of results at each time step.In the present case,this method was found to produce quite accurate results and to be more time efficient as compared to other conventional stopping procedures for iterative solvers.The results were validated with benchmark results.The wave elevation time history,phase plane diagram and surface plots represent the wave nonlinearity during its motion.     

垂直及斜出水流场的二维及三维TR-PIV试验

本文对钝头回转体垂直及斜出水流场采用TR-(Time-Resolved)PIV技术进行测量,并对斜出水流场进行3D-Stereo PIV(三维体视 PIV)测量.文中介绍了测试技术及测量结果,揭示了出水过程中流动结构及其演变,展示了TR-PIV技术对具有瞬态历程特征的出水流场研究的适应性.     

基于Civil 3D的水运工程三维地质模型技术研发与应用

针对水运工程三维地质模型建模效率低下、精度不高、模型难以在工程设计阶段得到有效应用的弊端,结合地质插值计算方法,通过Civil 3D二次开发实现地质层面模型和三维地质模型的快速创建技术,并实现三维地质模型的任意剖切、地质剖面图的生成以及地质模型在桩承载力计算中的应用等。工程实践证明,该技术方法切实可行,可为类似的水运工程BIM技术应用提供借鉴。     

矩阵方程AXAT=D的对称与反对称解及其应用

考虑了矩阵方程AXAT=D有对称与反对称解的充分必要条件,并给出了通解的表达式.作为应用考虑了矩阵方程AXBT±BXTAT=C有解的充分必要条件,给出了通解的表达式.     

二三维互动映射的潜望镜视景仿真系统设计与实现

针对常规潜艇航行训练费用高、周期长、风险高等问题,基于虚拟现实技术并结合潜艇操纵运动理论,开发设计潜望镜视景仿真系统.首先阐述了训练系统的框架,并对各功能模块进行描述.基于军用电子海图开发教练员控制系统,可以进行训练环境设置与场景的控制.通过双缓冲技术实现电子海图的绘制,并应用TrueType字体工具建立常用军标库,实现了军标的绘制.通过实拍纹理数据建立海洋场景模型库,并应用Vega Prime实现了系统的视景渲染驱动.采用DR算法弥补了系统网络通信量的不足,满足了视景仿真的实时性要求.