复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性, 在最佳系缆方式未知的情况下, 通过约束船舶横荡、 纵荡、 艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用, 建立系泊船简化模型。 在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上, 对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟, 分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律。 结果表明： 随着水流流速的增大, 纵向力系数变化受到水流流向角的影响明显, 横向力系数及艏摇力矩系数变化较小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 随着水流流向角的增大, 纵向力系数变化较为复杂, 横向力系数增大, 艏摇力矩系数先增大后减小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 复杂流态下和一定流向角水流下系泊船的水动力系数和运动响应较为相似。     

基于数值分析的船舶斜航运动水动力研究

以ITTC操纵性技术委员会组织的船舶操纵性比较研究中推荐的KVLCC2为研究对象,通过求解不可压缩黏性流体的RANS方程,对该船模的斜航运动的黏性流场进行了数值模拟,得到作用在该船模下不同漂角下的纵向水动力、横向水动力和艏摇力矩,分析了船体表面的压力系数分布和船体周围漩涡流场分布,将计算结果与实验数据进行对比,吻合较好,同时,采用最小二乘法进行曲线拟合,求得船舶操纵水动力导数,通过对结果分析可得,采用数值分析的方法求解船体斜航运动可满足工程计算要求。     

工程船舶作业力矩作用下的横摇运动

应用时域分析法求得了工程船舶在作业力矩作用下的横摇脉冲响应函数，应用１２艘工程船模型横摇水动力系数试验值，计算了横摇响应的运动历程，为此类船舶的横遥角计算和设计提供了依据。     

可控被动式减摇水舱的建模与气阀控制规律研究

基于查德惠克被动式减摇水舱理论,分别建立了单侧气阀和两侧气阀控制的可控被动式减摇水舱系统数学模型.推导了最佳相位关系和气阀控制规律的理论依据,对不规则波作用下的可控被动式减摇水舱系统进行了仿真研究.仿真结果表明,水舱内水的流动与船舶横摇运动基本符合最佳相位关系,气阀控制规律是可行的.通过对单侧或者两侧气阀进行控制,都能够使水舱内水流的振荡周期及时地适应变化的横摇周期.两侧气阀控制的减摇效果要优于单侧气阀控制.     

基于ADAMS的船用浮式起重机补偿装置平台运动学分析与研究

如何减小波浪对舰船工作所造成的影响已经成为舰船发展中极具挑战性的问题.本文以荷兰某公司设计的三自由度波浪补偿控制平台为研究对象,在分析该结构补偿装置平台的空间结构和空间姿态的位置解算的基础上,运用ADAMS软件完成该平台在横摇、纵摇及横荡三种运动复合运动下的运动学正、逆解仿真与分析和动力学仿真与分析,为波浪补偿装置平台的设计提供可靠的的理论数据基础.     

西江干线船用螺旋桨性能分析与对比研究

针对西江干线船舶螺旋桨匹配与效率的问题,利用Pro/E和CATIA分别建立了西江干线船舶螺旋桨和船体的几何模型,应用Fluent计算软件和Workbench平台,在考虑有船体干扰的情况下,对西江主流船型螺旋桨的水动力性能和结构性能进行了对比研究.通过对比分析3叶螺旋桨和4叶螺旋桨的水动力性能和结构性能,预报了2种螺旋桨在实际营运环境中的优劣.     

复杂水流环境下系泊船的水动力特性研究

为研究深水码头复杂水流条件下系泊船的水动力特性, 利用 CFD 软件 STAR-CCM+对系泊船模型的粘性流场进行瞬态数值模拟, 通过求解 RANS 方程和 Realizable k-ε 湍流模型获得船舶水流作用力。 在无波浪定常流作用下, 系泊船姿态最终保持稳定, 可用固定船舶近似代替系泊船进行模型简化。 在完成网格无关性和数值模型合理性研究的基础上, 对不同流速、 不同流向角度以及流向沿水深变化的复杂水流条件下船舶的水动力进行预报, 探讨不同水流条件下系泊船纵向力、 横向力、 艏摇力矩的变化规律, 研究成果可为复杂水流环境下系泊船的布缆及相关工程设计提供参考。     

某汽车动力总成质心与惯性参数测试

介绍了称重法三线摆的结构及原理,以长方块组合体为实验对象,设计了测试方案,通过测试及误差分析获得质心位置与惯性参数,将实验数据与UG理论数据对比,表明测试方案有较高的准确性.以某汽车动力总成为例,验证了实验平台的可重复性,并总结了通过四点测试、复测、增加测量点、增加测试姿态的方法.     

双体船平移操纵水动力性能试验研究

介绍了用船模拖曳试验来确定某喷水推进双体船平移运动水动力特性的方法,并对试验结果进行了分析.通过船模试验发现,船体平移时的水动力大小随航速增加而快速增加,在同一航速但不同尾斜角下水动力大小也各不相同;水动力的方向和水动力作用点的位置随航速的改变而改变,但变化幅度不大,受尾斜角影响较大.准确掌握船体平移运动水动力特性,可为合理制定喷水推进器的控制策略,充分发挥喷水推进船优异的机动性、操纵性提供理论依据.     

波浪荷载作用下施工平台随机动力响应分析

以青岛海湾大桥海上施工平台为背景,采用有限元分析程序提取了平台的各阶自振频率。对随机波浪作用下考虑不同激励方向的动力响应进行计算,并分析了不同激励方向对结构随机响应的影响,得出波浪荷载以45°方向激励时,结构以扭转为主的振型得到发挥,动力响应出现两次峰值。通过施工平台静、动力计算结果的比较,建议在施工平台的设计时,应充分考虑到波浪力的动力效应。     

地震与滑坡碎屑流引发堰塞湖涌浪动水压力研究

为了研究堰塞湖水体在地震以及同震滑坡碎屑流共同作用下产生的涌浪动水压力,设计了振动台造波模型试验,开展了地震作用下堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独地震作用下动水压力数据并同已有地震动水压力计算公式进行比较;开展了滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独滑坡碎屑流作用下动水压力数据,进而建立了计算滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力的统计公式;开展了地震和滑坡碎屑流综合作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,最终建立了复合动水压力的计算公式. 研究结果表明:地震涌浪动水压力与水深和地震峰值加速度的关系可用Westergaard公式描述;滑坡碎屑流涌浪动水压力与初始水深负相关,与碎屑流入水速度和碎屑流体积正相关;复合动水压力小于单独地震动水压力和单独滑坡碎屑流动水压力二者之和,约为二者和的51%～95%.      

基于社会网络结构特征的网约车平台竞争策略研究

为研究网约车平台如何在竞争激烈的行业中选择有效的竞争策略来实现公平的市场竞争，本文从社会网络分析法与计量经济学的双重视角出发研究网约车平台之间的竞争关系。首先构建全国网约车市场竞争网络，选取度中心性、结构洞、核心边缘结构等指标分析其网络拓扑结构，并以112个网约车平台的实际收益数据为例，将网络拓扑属性带入计量经济模型，实证分析了网约车竞争网络指标与平台收益之间的关系。结果显示：目前我国网约车平台竞争网络是一个非均衡性网络，核心平台拥有着密集的网络关系，大多数平台在网络中分布较为分散，少部分平台游离在市场边缘；且平台在网络中的拓扑位置与平台收益息息相关，核心程度对收益影响最显著。最后提出运用前沿技术、建立横向与混合联盟、提供差异化服务的平台竞争策略。     

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在分析实测数据的基础上,针对地铁车站内乘客疏散时间计算问题建立了考虑人群密度、空间环境变化的数学模型。文中分别对乘客下车过程、站台、通道和楼梯的行走过程、使用自动扶梯过程以及通过出口过程进行分析研究,以乘客疏散过程为依据建立基于统计学与排队理论的综合计算模型,给出了适合计算地铁车站内容乘客出站所需疏散时间的方法。本文以西直门地铁站乘客疏散为案例验证了所建立计算模型的有效性及实用性,模型计算结果与观测数据的总体误差约为2.25%,其中仅楼梯阶段与出口的通行时间计算误差超过10%。案例研究结果还表明地铁车站疏散能力存在上限,在进行地铁车站设计与列车运行计划制定的过程中应充分考虑这一限制因素。     

Identification of hydrodynamic forces on a flexible pipe near plane boundary subjected to vortex-induced vibrations

Formally,use of system identification techniques to estimate the forces acting on the beam may give information on hydrodynamic forces due to vortex-induced vibrations(VIVs),but no results from such attempts for submarine pipeline spans have been reported.In this study,a pipe model with a mass ratio(mass/displaced mass) of 2.62 is tested in a current tank.The gap ratios(gap to pipe diameter ratio) at the pipe ends are 2.0,4.0, 6.0 and 8.0.The response of the model is measured using optical fiber strain gauges.A modal approach linked to a finite element method is used to estimate the hydrodynamic forces from measurement.The hydrodynamic force at the dominant response frequency is the major concern,and the lift force and added mass coefficients are calculated.Response calculations are performed using force coefficients from the inverse force analysis and the calculated results are in accordance with the experimental data.     

基于DPIV的刚性摆动翼鳍流场测量技术研究

文章通过DPIV流场测量技术,采用自相关算法或互相关算法,针对刚性翼鳍,设计并制定了实验方案和实验步骤,分析了刚性翼鳍不同参数对其水动力性能的影响,为仿生翼鳍的进一步研究提供了相关实验数据和经验。     

Hydraulic Geometry Relation for Navigable Canals Considering Ship Speed

Definition of hydraulic geometry of navigable canals and its expression are studied in this paper.The hydrodynamic and morphologic characteristics of navigable canals are analyzed on the basis of the data collected from field surveys conducted at two segments of the Grand Canal in Jiangsu Province,China.The channel morphologic factor and the ship hydrodynamic factor are adopted to describe the hydraulic geometry relation of navigable canals.The correlation analysis shows that the ship hydrodynamics can be a dominant factor influencing the channel evolution with larger determination coefficient.Furthermore,the undetermined index in the proposed hydraulic geometry relation is also discussed,which indicates that the index related to the intensity of water flow(qualitatively reflected by the integrated ship flow intensity)is within a range of 0.5 to 1.0.     

Study of tunnel thruster performance and flow by quasi-steady Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation

A numerical approach based on the solution of the Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) equations using the shear-stress transport(SST) turbulence model has been employed to investigate the hydrodynamic performance and flow of tunnel thrusters.The flow passages between adjacent blades are discretized with prismatic cells so that the boundary layer flow is resolved down to the viscous sub-layer.The hydrodynamic performances predicted by the quasi-steady approach agree well with the experimental data for three impellers covering a range of blade area and pitch.Through analysis of the flow field,the reason why the hub of impeller also contributes to thrust which can amount to 40%—60% of the impeller thrust,and the mechanism of the impeller inducing an axial force on the hull are elucidated.     

考虑动水压力作用的深水桥墩地震响应分析

采用附加质量的形式考虑动水压力对桥墩的影响,以ANSYS有限元软件为计算平台,建立单墩模型并进行深水桥墩地震响应分析。得出动水压力改变桥墩的地震反应特性,增大了桥墩墩顶位移和墩底内力,并且动水压力作用还与结构本身质量和周期有关等结论。通过对连续梁桥和连续刚构桥的分析,验证了动水压力作用与结构固有周期有关,随着固有周期的增大,动水压力对结构的影响越小。     

舰船水压场信号实时检测方法研究

为了有效地从风浪背景中检测舰船水压场信号,在对大量实测海浪水压场数据和舰船水压场数据分析的基础上,对海浪水压场信号的特性进行了研究,发现海浪水压场信号可用AR模型对其进行描述．从而对海浪水压场信号建立AR模型,计算AR模型的反射系数并提取其欧氏距离作为特征,采用滑动检测法对信号进行实时检测．通过大量实测数据检验其有效性,结果表明,该算法简单,能较好的检测目标信号．