海洋拖曳系统对船舶操纵性能的影响

将拖曳母船、拖缆和拖曳体视为一个相互作用的整体,利用耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力与其产生的力矩,分别计入船舶操纵性运动方程和拖曳体六自由度运动方程,结合拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体耦合运动模型,采用数值计算方法,对比分析了海洋拖曳系统对船舶操纵性产生的影响.计算结果表明:当计入拖缆和拖曳体耦合影响后,船舶稳态运动时的速度会降低,改变量为3％～5％;船舶回转机动时,速度、回转半径与横摇角会降低,改变量分别为2％～3％、2％～4％和11％～21％.采用船/缆/体耦合运动模型计算得到的船舶操纵性能符合实际,可为预报海洋拖曳系统的运动信息提供理论依据.     

基于网格变形技术的全附体潜艇操纵性计算

通过求解瞬态雷诺时均方程和网格变形方程,实现了全附体潜艇平面运动机构试验(PMM)的虚拟仿真,得到潜艇模型所受的水动力分量随时间的变化曲线,依据线性理论求取水动力系数,并与试验值以及直线拖曳试验或回转试验的数值计算结果进行对比.结果显示:PMM数值试验所求得的水动力系数与试验值吻合良好,其中,惯性类系数求解精度较高,除个别系数外,误差都在8％以内.而粘性类系数求解精度不如直线拖曳试验(ORT)或回转试验(RAT)计算精度高,个别系数的计算误差超过了30％.但从数值试验的整体效果来看,PMM数值试验计算精度达到了工程应用的要求.     

海洋拖曳缆绳形态仿真

海洋拖曳缆绳的研究由于其计算的复杂性,在实际应用中有困难.基于有限差分法和集中质量法两种典型的计算方法,对比研究,分别计算出不同因素如航速、水流速度、回转半径、回转速度下等对缆绳的水下运动的影响,利用Matlab中的GUI模块给出仿真图形界面.     

客车转向架回转阻力矩特性

建立车辆系统数学模型,理论分析转向架相对车体的回转运动过程,推导装备空气弹簧转向架车辆的回转阻力系数计算公式.利用参数试验台进行回转阻力系数测试,验证数学模型和理论计算结果的可信性,分析动拖车在不同载重下的回转阻力系数分布规律,研究空簧状态对回转阻力系数的影响.分析结果表明:空簧正常、过充状态下理论计算值均低于试验值,最大相差0.02,原因为理论计算时未考虑不同转动速度下的空簧动刚度特性与其他悬挂部件的阻力作用;回转阻力系数与转动角度和转动速度成正比,1.0(°)·s-1时的回转阻力系数要远大于0.2(°)·s-1时的结果,最大相差0.047;在空簧失气状态下,试验值大于计算值,且转动速度越大,差异越显著;空簧过充对回转阻力系数影响不大,最危险工况为拖车空车在空簧失气状态下,回转阻力系数为0.093.     

回转椭球体可压缩流动数值计算

基于细长体理论和逐次近似计算方法,对水下运动的回转椭球体可压缩流动进行了数值模拟.通过迭代计算得到流动压缩因子,用于确定可压缩流动流场.分析了相同的回转椭球体在不同介质中的临界马赫数以及相同来流马赫数下不同介质中压缩性影响程度.计算结果与相关资料数据进行比较,具有较好的一致性.     

拖曳臂式悬架对稳态回转性能影响的仿真分析

基于ADAMS/Car建立了某微型轿车的4种不同结构的柔性拖曳臂后悬架模型,以及整车刚柔耦合虚拟样机模型进行了稳态回转道路试验,通过试验与仿真结果的对比,验证了整车模型的正确性。对不同结构的后悬架并进行运动学仿真,研究拖曳臂式后悬架结构改变对整车稳态回转性能的影响。对装有4种拖曳臂悬架的整车模型进行稳态回转仿真,结果表明:通过拖曳臂悬架的加强筋长度,来减小后悬架的侧倾角刚度,可以有效的改善整车稳态回转性能。     

基于前苏联模型的内河船队操纵运动仿真研究

内河分节驳顶推船队运输在国内外发展很快，显示了聪显的社会和经济效益．在内河航运实践中，由于顶推法的广泛采用，迫切要求解决内河船舶及船队在通过弯曲度大的航道时的操纵性同题．文中基于前苏联船队操纵运动数学模型，通过对顶推船队的船模模拟计算，对船队做回转运动、Z形操纵的情况进行了数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好．     

一种新的二元水听器组左右舷分辨方法

为解决拖曳线列阵声呐的左右舷模糊问题,提出了一种新的二元水听器组左右舷分辨方法.该方法以移相处理为基础,将单个二元水听器看作一个小基阵.移相处理的目的是使从镜像源方向来的信号经处理后最小,进而使单个二元水听器具有心形指向性,从而保证二元水听器组能够分辨目标所处的左右舷.经过理论分析和湖试数据验证,证明了这种方法能有效解决大横截尺寸二元水听器组和小横截尺寸二元水听器组的左右舷模糊问题,适用范围广,算法简单,计算量小.     

高速无人滑行艇静水阻力性能数值预报方法研究

针对无人滑行艇静水直航运动姿态变化显著的特点,基于RANS方程与重叠网格技术,提出了阻力及艇体姿态的预报方法.以某深V型滑行艇为研究对象,基于Star-CCM+软件平台,开展体积弗劳德数FrΔ从0. 96到4. 8范围的直航数值模拟.将数值模拟结果与船模试验值进行对比,在滑行艇起滑前阻力值与姿态误差小于5%,起滑后误差值小于8%,在工程误差允许的范围内.该方法可以有效的预报高速无人滑行艇的静水直航性能.     

三峡通航船队的操纵计算与仿真

结合三峡通航工程中运输船舶的尺度论证问题，建立了船队操纵运动的数学模型，在计算了船队回转和Ｚ形操舵并与相应试验比较的基础上，在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下完成对船队操纵运动的实时仿真