舰船弹药舱喷头压强对降温效能的影响

为研究喷头初始压强对舰船弹药库喷淋降温效能的影响,用Fluent软件对火箭发动机意外点火后舱室内的流场进行数值模拟仿真,计算得到舱室内流场的分布;基于DPM离散相喷雾降温模型耦合计算,得到不同初始喷头压强下特征位置的温度和水蒸气质量分数等反映降温效能的实时数据;同时用试验方法对不同压强下的喷头性能进行测试,测量不同压强下的流量、雾滴粒径分布和速度,得到喷头压强对降温效能影响的变化规律,分析初始压强影响降温效能的原因,为舰船弹药舱喷头压力应用设计提供理论依据。     

典型舰船舱室大气环境仿真

根据流体力学和数值传热的基本原理,用CFX软件对某典型舰船动力舱室大气环境进行仿真研究,对仿真的对象从仿真的方法、过程、评估等方面作出初步研究,并将实船试验数据与仿真结果进行对比分析.通过仿真、对比分析表明,CFX软件可以实现舰船舱室大气环境的计算机辅助设计并对其流场分布进行优化.     

基于导热反问题的双层炉膛内壁缺陷诊断

对内壁带有不规则缺陷的双层炉膛建立了二维稳态传热模型并通过有限元方法进行求解.利用外壁面的温度分布,根据共轭梯度法,通过使外壁面温度测量值和计算值之差最小化,基于导热反问题机理对内壁面的缺陷形态进行了识别.并对某焚烧炉炉膛进行了数值试验,分析了测量误差和初值选取对反演结果的影响.     

机械排烟时补风口高度对竖直单开口舱室火灾烟气特性的影响

[目的]为合理制定舰船竖直单开口舱室火灾的排烟战术,提高排烟效率,[方法]通过搭建全尺寸火灾实验平台,对竖直单开口舱室的火灾烟气特性进行研究。通过设置不同的开口高度,对负压排烟时的火源燃烧速率、舱室能见度及温度进行测量与计算。根据实验测得的火源热释放速率,使用火灾动力学模拟软件(FDS)对实验及仿真舱室温度峰值进行对比分析。[结果]结果显示,机械排烟时补风口高度应设置在总高度约1/2处,在此高度下舱室能见度及温度下降速度更为迅速。[结论]所做研究对于竖直单开口舱室火灾的机械排烟战术制定具有一定指导意义,同时也证明了在此种火灾条件下采用FDS进行模拟的可信性。     

邻舱火灾对弹药舱温度特性影响的数值研究

为获得邻舱发生火灾时对被研究弹药舱温度特性的影响,采用性能化消防设计的理念,通过计算机建立三维模型,运用大涡模拟技术的数值模拟方法对邻舱发生火灾时通过公共壁面导热对研究弹药舱舱室内的温度影响进行模拟,通过火灾动力学模拟模型软件进行计算机物理建模与仿真再现邻舱火灾场景,并对仿真结果参数数据进行处理,获得被研究弹药舱内各温度探测器测点处相应参数的实时数据、变化特性等,从而得到被研究舱室受邻舱火灾影响时的特性规律。该研究结果对弹药舱内的火灾早期探测与消防应对等具有一定的参考价值。     

横向舱壁对火羽流作用的临界高度分析

分析舱室横向壁面对轴对称火羽流作用的理论临界高度,将舱室内油料火灾的羽流运动速度和质量卷吸量仿真计算结果与Zukoski,McCaffrey,Thomas-Hinkley及Heskestad经验羽流模型进行比较,给出较为合理的羽流模型,仿真计算结果验证了理论分析的正确性。     

边界条件对柴油机活塞内温度分布计算的影响

为了模拟活塞内的温度分布,必须准确地确定活塞所处的边界条件．将柴油机缸内燃烧、流动和传热数值模拟所得的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,用有限元法计算了额定工况下G4135柴油机活塞内的温度分布,并与传统的经验半经验公式作为活塞顶部边界条件的计算结果进行了比较．结果表明,采用不同的边界条件,计算所得的活塞顶部最高温度的相对误差较大,只有将数值模拟的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,才能更精确地模拟活塞内的温度分布．     

破损船操纵运动水动力及舱室流场的数值研究

目前,对破损船操纵水动力研究很少。为计算破损船操纵水动力及其破舱室粘性流场特征,本文基于RANS方程,选取SST k-ω湍流模式,对某新型油船破舱进水后的斜航操纵运动进行数值模拟。计算出破损船在不同斜航角时的总阻力、横向压力、转首力矩的系数,探究其操纵水动力变化情况。模拟破舱室内的流场情况,分析破舱室水的运动特点。最后将破损船数值结果与试验结果进行比较,研究表明计算模型可行,能较好地计算破损船操纵水动力及其流场情况。该研究成果可为今后破舱操纵性规范的制定和船舶优化设计提供理论参考。     

潜艇居住舱室空调送风舒适度数值模拟评估

[目的]潜艇舱室环境普遍较恶劣,需提高居住性,基于此,对采用球形布风器的潜艇舱室的空调送风气流组织进行研究,评估舱室热舒适度。[方法]使用CATIA构建精确程度高的舱室三维模型,采用计算流体力学(CFD)技术,根据实际边界条件,对舱室在夏季水面、夏季水下、冬季水面、冬季水下工况下的送风气流组织进行数值模拟,对使用球形布风器改变送风方向的夏季水面工况送风气流组织进行数值模拟,对各工况下舱室温度及速度分布进行分析对比,对舱室的舒适性评价指标(PMV)值进行计算分析。[结果]结果表明,在各工况下,舱室PMV值在-1～1之间;舱室内大部分区域气流速度分布较为均匀,速度适宜,小于0.3 m/s;舱室大部分区域温度较为均匀,夏季约为24.5～26℃,冬季约为22～23.5℃。[结论]采用球形布风器的潜艇典型住舱空调送风满足舒适性标准要求。     

舰船典型集体防护区域舱室环境数值模拟

为优化集体防护区域舱室环境,采用流体计算仿真软件Airpak对典型集体防护区域进行数值仿真计算,通过设置合理的设计参数、建模并划分网格,得到集体防护区域压力场、速度场和温度场分布,计算结果表明,集体防护区域内超压值分布合理,舱室温度、风速符合人员生活、工作的舒适性要求。     

舰船烟囱热壁面水雾降温的大涡模拟

采用水雾喷射技术冷却舰船烟囱能够有效降低舰船红外辐射强度,对于提高舰船海上生存能力有重要意义。由于水滴蒸发和气流浮升作用相互影响,细水雾和热烟气在烟囱表面的运动是一种复杂的多相湍流流动。建立水雾在烟囱壁面空间中的蒸发和运动方程,应用多相湍流大涡模拟方法对舰船烟囱壁面空间的热烟气-水雾流动进行建模与数值仿真,分析烟囱壁面热气流浮升作用对水滴到达壁面能力和蒸发过程的影响,以及水滴直径与流量对烟囱壁面区域内热烟气下沉区域大小和流场分布参数的影响,得到水流量和水滴直径与烟囱壁面冷却温度之间的关系。研究结果对于舰船烟囱或其他热固表面冷却方案的选择和优化有一定参考价值。     

船舶内燃机绝热包敷排气消声器温度场数值模拟

内燃机的排气是高温气体,排气消声器外表温度对周边临近设施的影响应控制在一定的限度内,其温度场状况依赖于绝热包敷的材料和结构性能。文中所研究的消声器模型是一个流固耦合传热模型。研究使用CFD软件对模型进行三维数值模拟,采用带有传热面的消声器计算模型,用N-S方程和k-ω模型来模拟消声器内部流场及壁面温度场,并对计算结果进行后处理分析。     

舱室内爆冲击波载荷特性及影响因素分析

战斗部爆炸产生的冲击波载荷是舰船舱室结构的主要载荷之一,舰船舱室内爆炸载荷准确与否是正确计算板架响应的关键。舰船舱室内爆冲击波在舱室内部多次反射,舰船舱室内部形成持续时间较长的准静态压力过程,在此过程中舱室板架承受多次冲击波反射载荷。本文采用实验验证数值程序计算舱室内爆炸冲击波的可靠性,在此基础上采用数值方法研究舱室内爆冲击波壁面反射特性及爆点位置对舱室内爆载荷的影响。计算结果表明舱室内爆各壁面反射冲击波明显,爆点位置仅对爆点附近区域冲击波特性有影响,对远离爆点区域的冲击波特性无明显影响。     

海洋条件对矩形换热器温度波动特性的影响

为了研究海洋工况下矩形换热器窄矩形通道壁面温度的波动特性及非稳态工况下壁面温度的计算方法,进行了一系列的实验研究和理论分析。结果表明在海洋条件下矩形换热器窄矩形通道壁面温度会随着通道质量流量的周期性变化而产生周期性的波动,且内、外壁面温度波动的振幅及相位都不同,同时窄矩形通道壁面温度的波动特性是摇摆周期、摇摆振幅、傅里叶数和内壁面温度波动特性的函数。随着傅里叶数的增加通道内、外壁面温度波动相对振幅逐渐增加,相位差逐渐减小,且内、外壁面温度的相位差只与摇摆周期有关。     

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.     

基于CFD的压缩空气加热器改进设计

高压微热再生吸附式干燥器进行吸附剂再生的工作流程中,提高再生用压缩空气的温度可有效提高再生效率;针对该问题采用传统理论计算方法对错排式加热器参数进行设计,并运用CFD技术对其进行仿真计算,仿真结果与计算结果一致性程度较高。依据仿真计算的加热器内部流场分布情况,分步对加热器内部结构进行了改进,仿真结果表明改进效果良好。     

舱室内爆冲击波载荷特性及影响因素分析

战斗部爆炸产生的冲击波载荷是舰船舱室结构的主要载荷之一,舰船舱室内爆炸载荷准确与否是正确计算板架响应的关键.舰船舱室内爆冲击波在舱室内部多次反射,舰船舱室内部形成持续时间较长的准静态压力过程,在此过程中舱室板架承受多次冲击波反射载荷.本文采用实验验证数值程序计算舱室内爆炸冲击波的可靠性,在此基础上采用数值方法研究舱室内爆冲击波壁面反射特性及爆点位置对舱室内爆载荷的影响.计算结果表明舱室内爆各壁面反射冲击波明显,爆点位置仅对爆点附近区域冲击波特性有影响,对远离爆点区域的冲击波特性无明显影响.     

虚拟仿真场景中船舱室内部空间舒适性设计研究

传统船舱室内部空间舒适性设计过于注重温度因素,忽略了空气噪声对舒适性的影响,导致设计的船舱室内部空间舒适性整体体验指数降低。根据船舱室内部结构与空气噪声之间的关系,提出虚拟仿真场景中船舱室内部空间舒适性设计研究。首先在仿真场景中,对船舱室内部空气噪声产生过程进行分析计算;根据计算获得的噪声参数,对产生噪声的参量进行修正;然后,根据修正的参量对船舱室内部结构分布进行优化设计,完成提出设计研究;通过仿真数据的对比实验,证明提出设计具有提升船舱室内部舒适指数的效果。     

Mark-Ⅲ型围护系统模拟舱低温试验及数值仿真

以容积为135 m~3的Mark-Ⅲ型LNG船围护系统模拟舱为研究对象,通过设计模拟舱低温试验验平台,对模拟舱保温层进行低温试验,主要测量低温试验中预冷过程的绝缘层沿厚度方向的温度变化分布规律和稳定状态下蒸发率大小,分别针对其传热和结构特点建立了模拟舱的传热简化模型,用于模拟舱的预冷温度分布和蒸发率与数值仿真计算,并将计算结果与试验结果进行比较分析.分析结果可以有效检验模拟舱建造过程中各项施工工艺是否达到使用标准,探究了温度产生的应力对船体结构强度的影响.     

基于ANSYS薄膜型LNG船封闭舱室温度场的有限元分析

通过对LNG船液货舱隔热封闭舱室的分析,提供了传热数学模型、边界条件以及隔热舱室合理简化处理,并用ANSYS软件建立了125000m3LNG船1/4封闭舱室的三维有限元模型,用APDL语言进行迭代计算,得出各种工况下LNG船封闭舱室的温度场分布情况,以及总换热量和蒸发率,其计算结果与实船数据相近,说明建模和仿真计算方法是可行的.