气流纵掠针肋套管热力性能实验研究

本文对锅炉上使用的新型传热元件－针肋套管的热力性能进行了研究，详尽分析气流在针肋套管中流动和换热情况，推导出努谢尔特数和流动阻力的相似解，并对影响因素进行了逐个分析，着重对难以确实的关键参数进行传热、流阻实验、获得了该套管模型的热力特性。推荐了锅炉设计时针肋套管热力计算方法及该套管元件运行的最佳工况范围，并预测了雷诺数对针肋几何结构参数的影响趋势。     

针肋套管传热及阻力性能试验研究

通过对具有不同结构尺寸针肋的几种锅炉用新型套管元件实物模型的试验研究,得出了相应的传热及阻力特性的实验准则关系式,并进行了性能比较,为工程设计提供了依据.     

船用柴油机浸没式排气管冷却性能优化

考虑到特殊船舶对柴油机排气温度要求严格,对柴油机浸没式排气管采用内展翅片形式以提高排气管的传热性能,采用数值模拟方法对浸没式内翅片排气管的流动、换热及阻力特性进行计算,将结果与实验关联式进行对比验证,比较不同翅片数目排气管的传热与流动性能,结果表明,采用内展翅片后,浸没式排气管的换热性能明显提高,努塞尔数为光管的1.2～2.0倍,阻力系数为光管的1.7～2.9倍,10翅、12翅浸没式排气管综合性能较优。     

针肋套管传热及阻力性能试验研究

通过对具有不同结构尺寸针肋的几种锅炉用新型套管元件实物模型的试验研究，得出了相应的传热及阻力特性的实验准则关系式，并进行了性能比较，为工程设计提供了依据。     

基于软翅振动稀相气固两相流动特性分析

针对安装软翅模型的水平管气力输送气固两相流流动特性进行了数值分析.以软翅振动频率为主要变量,通过Fluent-Profile功能编写自激振荡流程序进行二次开发,并利用离散相模型(DPM)对气相速度矢量图、物料入口的颗粒路径、加速区颗粒速度矢量及稳定区的颗粒浓度分布进行定性分析.结果表明:安装软翅模型时,在软翅模型附近位置产生涡流,改变了气相流动方向,使加速区粒子得到了悬浮和加速.     

针翅管强化传热机理及其在管壳式换热器中的应用

介绍了新研制的一种新型换热元件 - 针翅管的结构及其强化传热原理.通过优化设计、试验数据分析和实船使用,说明了针翅管换热强化传热效果显著,它在船舶上有良好的应用前景.     

不同月池形状对钻井船附加阻力的影响

针对钻井船月池附加阻力,开展月池形状对钻井船附加阻力性能的影响研究。通过对不同形状月池内非定常流动特性的研究和钻井船附加阻力的对比分析,探讨月池形状对附加阻力的影响。经CFD分析可知,航行中的钻井船月池内的流体阻塞效应及漩涡运动导致附加阻力增加,优化月池形状和结构可有效降低月池内的波高和漩涡强度,改善航行性能。     

耙吸挖泥船带水下泵耙管阻力的数值水池预报研究

文章应用数值水池技术针对耙吸挖泥船带水下泵耙管结构的拖曳阻力特性在实尺度下进行虚拟试验,分析研究裸耙管和全附体耙管随下放角度、航速变化的拖曳阻力特性及全附体耙管各组成结构的阻力分量情况,为耙吸挖泥船耙管的拖曳阻力预报、船舶推进功率评估、耙管结构设计优化提供参考。     

海流作用下沉管—双驳船沉放系统沉放过程的阻力特性分析

文章通过CFD方法对海流作用下沉管管节与双驳船组成的沉放系统在不同沉放水深时的阻力进行分析,采用RANS方程和SST k-ε湍流模型,利用试验结果验证所用模型和方法的正确性。结合沉放过程三个典型工况,分析90°来流时的流场变化对阻力特性变化产生的影响。结果表明数值结果与试验结果差异较小,驳船和沉管之间的相对位置、沉管沉放深度对流阻力大小影响较大。     

导管架平台管节点强度校核及影响因素分析

导管架平台结构设计规范API RP 2A 22版后对管节点强度校核的方法和要求进行了修改,为了使导管架平台管节点强度满足新版规范要求,结合工程实际情况,计算分析管节点的弦杆壁厚、撑杆直径与壁厚对管节点校核结果的影响,同时对弱化撑杆截面,内部加强环以及新型的环口板加强、套管加T加强进行分析讨论。     

一体化反应堆直流蒸汽发生器流动不稳定性研究

一体化反应堆结构紧凑、安全性高,在中小型反应堆的发展中具有很大优势。一体化反应堆中通常采用套管式直流蒸汽发生器(OTSG),传热管是套管结构,采用双面传热,换热能力强,但套管内存在单相区,汽水两相区和过热区,传热情况复杂,在反应堆启动、停止或低功率运行时容易产生两相流动不稳定现象。文章采用RELAP5程序,针对某陆用反应堆套管式直流蒸汽发生器建立了集总参数分析的模型,研究了系统压力、入口过冷度、入口节流等参数对流动不稳定性的影响。计算结果表明:增大系统压力,提高入口过冷度,在一定条件下增加入口节流均有利于系统的稳定。文章是对一体化反应堆直流蒸汽发生器流动性研究,对船用反应堆的直流蒸汽发生器流动性研究同样具有参考意义。     

Flow resistance characteristics of water in narrow annulus during heat exchange

Considering the special resistance characteristics of fluids flowing through ducts with small gaps, experiments are per-formed to investigate the resistance characteristics of single-phase water, which is forced to flow through vertical annuli. The gap sizes are 0.9, 1,4 and 2.4ram, respectively. The experiments are conducted under condition of 1 atm. The water in the annuli is heated by high temperature water reversely flowing through the inner tube and the outer annulus. The results show that the flow pattern begin to change from laminar to turbulent before Reynolds number approaches 2000, the flow resistance in annulus has llttie relations with the temperature difference and ways of being heated, but mainly depends on the ratio of mass flux to the width of annulus.     

三类边界条件下隔水套管涡激非线性振动的分析研究

考虑流及波流联合作用,研究了套管的涡激非线性振动.将套管简化为梁模型,考虑3类不同的边界条件,计及莫里森非线性流体动力和涡激荷载,建立套管的涡激振动方程.应用克雷洛夫函数求解套管的固有频率和模态,采用了计算涡激非线性动力响应的迦辽金方法.以东海勘探3号钻井隔水套管为例,研究了不同边界条件下流引起的主共振和波流联合引起的组合共振.计算结果表明:流对套管的动力响应占主导地位,而波的影响不大.分析了3类不同边界条件下隔水套管的涡激非线性动力响应,揭示了波流联合激励下套管复杂的动力响应特性.     

基于钢护筒的植桩平台的特点及植桩锚固体系设计

采用钢护筒支撑形成的"植桩平台"具有适应复杂的工程地质条件、减少大型船机设备的投入使用、加快施工进度、避免打入钢护筒造成钢护筒受力变形的特点。通过控制翻浆孔口的位置和大小、调节锚固混凝土的和易性可以保证钢护筒具有足够的翻浆高度,使钢护筒与基岩间形成足够长度的刚性节点,确保钢护筒在汛期内的的单桩稳定性。     

基于Friendship的高速客船特征参数灵敏度分析

对某高速客船利用Friendship全参数化建模软件和SHIPFLOW流体计算软件,在进行多航速的船体艏部兴波阻力优化时,需要将特征参数作为设计变量.通过Sobol优化算法对特征参数的灵敏度进行分析,剔除不灵敏的特征参数,可有效地降低设计空间的维数,从而提高计算效率,节约时间和成本.研究结果具有一定的工程实用价值.     

Through-wall yield ductile burst pressure of high-grade steel tube and casing with and without corroded defect

Service environment of tube and casing in deep and ultra-deep well is getting more and more complicated, and the internal pressure applied to tube and casing is higher, so that the high-grade steel tube and casing (HGTC) made of ductile material is widely used. Obviously, the calculation of ductile burst pressure for HGTC is one of the key factors in design and important to safe and efficient development of unconventional oil and gas resources. Here, based on the failure principle of through-wall yield and unified yield criterion, the unified formula of through-wall yield ductile burst pressure (TYBP) for tube and casing under practical service condition which can be used to calculate TYBP of API HGTC and non-API HGTC accurately and reasonably by using true material parameters, has been deduced in this paper with due consideration of the effect of Bauschinger effect (BE), material hardening and intermediate principal stress (IPS) on the TYBP, by which the influence rules of BE, IPS and yield criterion on TYBP of tube and casing have been investigated.（The effect of lattice effect (BE), material hardening and intermediate principal stress (IPS) on TYBP is accurately and reasonably derived from non-API HGTC by using real material parameters. The value of BE, IPS and the TYBP yield criterion of pipe and casing are studied. Eight kinds of classic through-wall yield ductile burst formulas for tube and casing made of new material have been be derived from a series of yield criterion, by which TYBP model of HGTC with and without corrosion defect has been established based on weighted twin shear stress yield criterion. The calculation results of TYBP model presented by this paper are the closest to the full-scale burst experimental data than the other burst models, which can provide an important reference for burst pressure design and estimation of HGTC in deep and ultra-deep well.     

顶部张紧式立管强度设计分析

顶部张紧式立管(TTR)是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500m水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,提出新的管中管结构的等效方法。通过分析立管结构的受力控制方程,得到立管受力分析的主要影响参数,按照轴向刚度、抗弯刚度、立管湿重和液体湿重等效原则,实现立管力学性质的等效。使用Orca Flex软件非线性时域分析立管遭受的四种典型工况,分别获得张力和弯矩,依据管中管结构外管和内管的刚度在等效模型中占的比例进行分配,根据API规范确定管中管结构外管和内管的应力,得到TTR四种工况下的强度分析结果,认为在半潜平台下,TTR强度满足设计要求。     

改进的海浪波包谱

结合实测波浪资料对描述波浪群性的主要特征参数进行了统计和相关性分析,结果表明波群的高度特征和长度特征之间相关性较弱。在此基础上根据渤海和珠江口两地的波浪观测数据,采用合理的无因次化方式,拟合得到一个适于风浪的波包谱经验公式。该公式同时考虑了群高与群长两方面的因素,只要给出波要素和波群的特征参数便可确定波包谱形,便于应用,根据对实测资料波群参数的分析结果,与俞聿修等人先前建议的波包谱公式相比,该公式中给出了更合理的参数取值原则。     

基于液力偶合器试验曲线的数学模型

在船舶动力装置稳、动态特性研究中,需要知道液力偶合器在任意工况下的力矩特性,但厂家提供的试验特性图只包含数条泵轮转速恒定情况下小滑差范围内输出力矩随涡轮转速变化的特性曲线。本文先根据液力偶合器的物理特性得出力矩外特性的解析式,再利用试验曲线提供的数据求出该解析式的系数,然后利用已知系数的力矩表达式,将泵轮转速恒定时的力矩试验特性曲线扩充到整个涡轮转速变化范围。最后将这些扩充了的力矩特性曲线进行曲面拟合,从而得出液力偶合器在任意输入泵轮转速和任意输出涡轮转速下的力矩特性,进而获得船舶动力装置仿真研究中液力偶合器完整的数学模型。