牵引气体流量对舰船甲板升温效果影响实验

舰船甲板平台区域的气流牵引式循环升温新技术是为解决其防冻和除冰等相关问题研究的。本文利用专用的原理性验证模拟实验装置,初步研究了牵引气体流量对舰船甲板平台区域升温效果的影响。对牵引气体流量为0.5,1.5和3 L/min进行升温效果的对比实验。结果表明:在水面与甲板表面的初始温差相同(同为5.9～6.0℃)情况下,牵引气体流量会明显影响甲板平台区域的升温效果;牵引气体流量越多,甲板平台区域的升温幅度就越大,其升温效果也就越好,如牵引气体流量为3 L/min时甲板表面升温幅度约为1.7℃,而牵引气体流量为0.5 L/min时其升温的总幅度仅为0.5℃左右。所得结论可为这一新技术的深入研究提供必要的理论和实验基础。     

布气位置对舰船甲板升温效果影响的实验研究

为研究布气口水平位置对舰船甲板气流牵引式循环升温防冻效果的影响,利用专用的模拟实验装置,分别进行布气口布置于模拟甲板中心位置、内侧中心及外侧中心时的对比实验.结果表明:固定位置的单一布气口对模拟甲板的不同位置升温效果不同,不同位置的布气口对模拟甲板整体温度提升效果不同,当布气口位于模拟甲板中心位置时,模拟甲板整体温度提升最为迅速且效果最为显著.     

环境温度对船舶甲板升温效果影响的实验研究

鉴于目前船舶甲板除冰技术普遍存在着效率低、成本高而且危险性大等问题,提出了基于船舶周围气流牵引式循环的甲板升温技术思想。利用专用的原理性验证模拟实验装置,初步研究了环境温度对船舶甲板升温效果的影响。对环境温度为10.1℃～10.3℃、13.3℃～13.5℃和16.2℃～16.4℃进行了升温效果的对比实验,结果表明在水面与甲板表面的初始温差同为6.5℃～6.7℃情况下,环境温度会明显影响甲板的升温效果。环境温度越高,甲板的升温幅度就越大,其升温效果也就越好,如环境温度为16.2℃～16.4℃时甲板表面升温幅度约为1.95℃,而环境温度为10.1℃～10.3℃时其升温的总幅度仅约为1.2℃。所得结论可为这一新技术的深入研究提供必要的理论基础和实验依据。     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

舰船甲板结构的极限强度研究与结构优化

舰船甲板结构的强度具有非常重要的意义,是舰船安全运行的重要保障。为了提高舰船甲板在极端条件下(如导弹攻击、重物载荷等)的强度,本文首先对甲板结构强度理论进行了详细介绍,然后对舰船甲板进行了合理的简化和动力学模型建立,最后基于有限元分析软件Ansys平台进行了舰船甲板的建模、网格划分、极限强度下的载荷仿真等内容,对提高舰船甲板的安全性能有重要的意义。     

基于直击雷先导发展模型的舰船雷击附着点计算及试验验证北大核心CSCD

[目的]为设置并完善舰船防雷措施,对舰船关键设备的雷击风险和避雷针防护效果进行评估。[方法]首先,构建能模拟自然先导发展状况的先导发展模型,并引入舰船模型对舰船的雷电附着过程进行分析计算;然后,研究下行雷电先导发展至舰船四周不同区域时的舰船表面电场分布、各位置受到雷击的可能性,以及避雷针对雷击风险的防护效果;最后,在实验室中开展缩比模型放电试验并验证计算结果。[结果]结果显示,雷击附着点主要集中在舰船结构相对突出的位置,避雷针可改善舰船表面的电位分布,起到雷击防护作用,但最终雷击点的确定与下行先导的发展区域有关。[结论]结合计算结果与舰船缩比模型雷击附着试验结果,能够分析舰船直击雷防护薄弱环节,雷击附着点的最终位置与双向先导的连接情况关系紧密,所提先导发展模型能较好地对不同先导发展方位下受到雷击的舰船区域进行预测。     

舰船动力系统排烟对甲板上方空间温度场影响的数值分析

[目的]现代舰船动力系统排出的高温烟气对甲板上方高精度电子设备可靠工作和舰载机等作业单元的安全起降等具有重要影响,因此开展这些方面的研究工作非常重要。[方法]利用Fluent软件对某型舰船甲板上方空间温度场进行数值计算。选取舰船航行的典型风向,针对4种不同工况分析高温排气走向、舰船上层建筑壁面温度分布及关键停机坪上方温度场分布。[结果]结果显示,在30°风向下,位于舰船上层建筑背风侧的1,2号停机坪总会受到高温烟气的影响,使得安全起降受到威胁;同时,在低风速情况下,上层建筑表面受到高温烟气影响的区域面积更大,最大可达73 m~2。[结论]研究建议舰载直升机应尽量避免在30°风向下在1,2号停机坪处起降,电子仪器设备的布置应尽量避开受高温烟气影响较大的区域。     

大型舰船斜角甲板布置影响因素的主成分分析

归纳6种影响大型舰船斜角甲板布置的特征属性,采用主成分分析法,对不同特征属性进行整合,获得影响斜角甲板布置的特征属性主成分。在此基础上对6种特征属性的重要性进行排序,明确指出对斜角甲板布置影响最大的因素是上层建筑位置,便于设计人员更好把握主要设计影响因素。     

水面舰船风尾流效应减弱的模拟研究

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究了在机库门上方加设一斜板扰流器对正向风条件下水面舰船风尾流的影响,得到了斜板不同倾角下飞行甲板上方及舰船后方的流场结构。加装扰流板将增加飞行甲板上方区域的湍动能,扰流板倾角为30°和60°时,将减小飞行甲板上方区域左右两侧的最大湍动能。加装否扰流板和扰流板倾角大小,对飞行甲板上方显著湍动能出现的时间间隔影响不大。扰流板倾角为60°和30°时,飞行甲板上方区域航向速度与不加装扰流板差异不大;扰流板倾角为0°时,则航向速度明显增加;而扰流板倾角为90°时,则航向速度有所减小。当扰流板倾角为0°时,飞行甲板上方区域垂向速度分布与无扰流板时没有多少不同,当扰流板存在一定倾角时,机库门附近区域的下洗速度较无扰流板时有所下降,倾角为60°时下洗速度下降最明显;扰流板倾角对飞行甲板上方的下洗速度区域大小影响不大。