基于CFD的船舶形状因子随缩尺比及弗劳德数变化规律分析

针对实船阻力预报误差较大的问题,采用CFD软件Fluent分析某大型货船形状因子的变化规律,验证计算方法的准确性,采用叠模计算确定不同缩尺比及弗劳德数时船舶形状因子,结果表明,基于Fluent计算得到的船模阻力与模型试验结果基本吻合,计算方法准确;船舶形状因子(1+k)随缩尺比减小而增加,随弗劳德数增加而增加,主要是由于摩擦阻力占比减小,k值增大。说明实验室在实船阻力换算时对于不同速度均采用同一k值是不合理的,这也是阻力预报存在较大误差的原因之一。     

船舶紧急制动新方法

基于增加船体或附体阻力进行紧急停船的方式,提出一种将船舶艉封板落入水中的新型船舶紧急制动方法。基于STAR-CCM+,运用平均雷诺数方程和Realizable k-ε湍流模型,对船舶采用这一制动方法时的阻力进行预报。与传统的制动方法预报阻力进行对比发现,新型船舶制动方法更为合理、有效,具有较强的工程意义。     

船舶紧急制动新方法

本文基于增加船体或附体阻力进行紧急停船的方式,提出一种将船舶艉封板处艉封板落入水中的新型船舶紧急制动方法。本文基于STAR-CCM+,运用平均雷诺数方程和Realizable k-ε湍流模型,对船舶采用提出的制动方法制动时的阻力进行预报。并与传统的制动方法预报阻力进行比较发现,本文提出的新型船舶制动方法合理、有效,并具有较强的工程研究意义。     

小水线面双体船阻力预报研究

小水线面双体船(SWATH)船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而其静水阻力预报是其水动力性能预报的重要内容.本文应用船舶计算流体动力学(CFD)技术并结合传统的阻力估算方法,开发了一个SWATH船型阻力数值预报集成软件系统.为了验证该系统的有效性,将其应用于一SWATH船型的总阻力和有效功率计算,并将计算结果和现有的船模试验结果进行了比较.结果表明,本文所开发的SWATH阻力预报系统可以很好地预报SWATH船型阻力随航速的变化规律以及阻力曲线峰、谷点的位置;在傅汝德数小于0.45的速度范围内,计算得到的总阻力和试验结果吻合良好.     

船舶在规则波中阻力增加的理论预报与验证

本文介绍船舶波频运动计算程序ＳＶＭＰ－Ｒ中采用的波浪中阻力增加的计算方法：Ｃｅｒｒｉｔｓｍａ＆Ｂｅｕｋｅｌｍａｎ（１９７２） Ｊｏｏｓｅｎ（１９６６），并给出了采用前一方法对一集装箱船四种航速下规则顶浪的阻力增加的理论预报，结果显示与该船的模型试验在整个波频范围内吻合良好，从而验证了该程序的波阻预报功能对一般船舶预报的实用性。     

基于CFD的双艉船型阻力数值预报

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学（CFD）理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力预报及其试验数据的比对分析,结果显示,预报误差基本控制在4%以内。研究表明,该方法计算效率较高、易于实现、经济性较好,且预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

基于CFD的船舶阻力预报方法研究

根据船舶阻力成分及预报方法进行分析讨论,提出基于CFD的方法进行船舶阻力数值预报。分别基于势流和粘性流理论对船舶阻力进行预报,将阻力系数与试验值进行对比。基于粘性流体理论求解获得船体的粘性总阻力及摩擦阻力,基于势流理论直接求解欧拉方程获得船体兴波阻力。通过对某油船在各航速下的阻力理论计算结果与船模试验值的比较表明,该方法计算速度快,经济性好,且预报精确度高,完全满足工程需要,可以在实际工程使用。     

工程船舶拖航总阻力预报方法

为保证工程船舶在拖航过程中的安全性,对拖航阻力预报方法进行研究.在分析船舶拖航阻力组成成分的基础上,阐述各阻力成分的计算方法.以某肥大型工程船为例,采用模型试验的方法对其静水阻力性能进行评估,采用经验公式对其在中等海况下的风阻力、波浪阻力和海流阻力进行估算,最终得到其拖航总阻力.试验和计算结果表明:当船舶航速较低时,风阻力在拖航总阻力中占比较大;随着船舶航速的增加,静水阻力逐渐成为拖航总阻力的主要成分;波浪阻力在拖航总阻力中占比较小;海流阻力随着船舶航速的增加逐渐增大.     

多桨船附体阻力的预报方法

多桨船是舰船的必要船种,而“多桨船附体阻力预报方法”是多桨船实船快速性预报的基础。对现有附体阻力预报方法进行归纳,介绍了经验公式估算方法、船模试验估算方法和CFD数值计算方法的基本原理,讨论现有方法对于多桨船附体阻力预报的可行性,具有实际意义。     

一种计及姿态变化的船舶阻力预报方法

对于航行于水面的舰船,船体姿态会随着航速的增加在航行中发生明显变化,这种姿态变化后的阻力较通常计算的以约束模型为基准的阻力预报是有明显差别的。采用CFD方法实现了以KCS船为模型进行模型自由状态下的阻力预报,并和相关实验数据进行了比较。结果表明,该方法避免了由于船体运动造成流场网格扭曲与计算发散等问题,具有良好的稳定性。另外,该方法充分考虑了船体姿态的影响,计算结果令人满意。     

某科考船的阻力性能研究

文章通过模型试验及数值模拟方法对科考船的阻力性能进行研究,确定科考船的阻力情况；将船模阻力的试验值与模拟值进行对比,分析二者之间的差别,并探讨产生该差别的原因；将模型试验及数值模拟时的流场情况与阻力结果进行对比分析,通过相互验证的方式,验证船模阻力试验的准确性,并探讨计算时采用的数值模拟方法的可靠性,以期为之后船型开发提供相关的阻力性能参考,并为日后验证阻力试验的准确性提供相关依据。     

基于CST的接地电阻对金属编织网屏蔽效果影响仿真分析

文章针对舰船工程中接地电阻对于电缆屏蔽层屏蔽效果影响的问题,重点讨论了接地电阻对于金属编织网屏蔽层屏蔽效果的影响。基于CST电磁场仿真设计平台,结合工程实际,建立发射及接收电缆三维仿真模型,对不同接地电阻对金属编织网屏蔽层屏蔽效果的影响进行仿真和分析,研究结果表明,对于一定长度的电缆,当接地电阻低于一定值时,随着接地电阻的增加,感应电压最高值对应的频点处,金属编织网屏蔽效果变化不大,其余频点的屏蔽效果略微降低;当接地电阻高于一定值时,随着接地电阻的增加,整个频段内,金属编织网屏蔽效果迅速降低。     

基于FLUENT的多体船阻力研究

基于FLUENT软件对小水线面多体船舶进行了阻力特性研究。首先将计算得到小水线面双体船的粘性阻力与用经验公式估算得到的阻力进行比较,发现两者吻合较好;然后将小水线面双体船、三体船、四体船的阻力及流场分布进行比较,得到多体船的阻力特征;最后将静水中小水线面四体船的数值解与文献中的实验值进行比较,发现应用FLUENT软件计算小水线面四体船的阻力是可行的,验证了用FLUENT软件和相关参数设置计算小水线面多体船型阻力的正确性。     

半滑行船扰流板阻力试验研究

半滑行船的航行姿态对船体阻力影响较大。为研究扰流板对半滑行船的降阻作用,首先在3种典型载况下,确定了船模未加扰流板的阻力、纵倾及升沉;然后在这3种载况下,于船模艉部添加扰流板,与静水未添加扰流板时船模的阻力和航态作比较,且不同航速时扰流板的设置不同。实验结果表明:合理的扰流板高度可以减小半滑行船的纵倾角和阻力;扰流板的降阻效果与船模的压载有关,其中满载情况下的降阻效果最为明显,最大可达6%。     

抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

通过测试以不同胶凝材料配制的胶砂试件在硫酸盐侵蚀试验条件下的抗蚀系数,对胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究和评价。研究结果表明：以90d作为抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的侵蚀龄期较为合适,提出了抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的方法,将胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力由弱到强依次划分为“极低”、“低”、“中”、“高”和“极高”5个等级;硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,但两者的抗硫酸盐侵蚀能力均很低;矿物掺合料并不总能改善胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力,但选择合理的掺量,单掺或复掺矿物掺合料均可大幅度提高胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能。分析了不同种类胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀机理。     

计及渔具影响的拖网渔船阻力性能预报研究

本文对某拖网渔船在考虑渔具作用下的船体阻力进行研究,以不同纵倾角设定渔具影响的五种工况,对船体阻力进行性能预报,对其阻力成分进行了比较分析,得出不同阻力在不同工况时的变化情况。同时结合船模水池阻力实验,通过对数值模拟和实验结果分析得出,渔具对拖网渔船阻力的影响规律,从而预报船体阻力性能。     

滑行艇气层减阻试验

通过对三种艇型及不同的喷气方式的模型试验，研究了断阶滑行艇模型气层减阻的实施途径及减阻效果，取得了总阻力减少25％以上 结果，提出了一种适合于采用气层减阻技术且阻力性能优良的艇型。垂向舭板可减少滑行艇的高速阻力，但阻力减少的程度与艇型有关。底部斜升角较小时，有利于气层减阻。气层减阻率大于舭板减阻率，对底部斜升角较大且艇底扭曲、艏部设置适当的纵向防溅条、舯部设置楔形板的深Ⅴ型艇，垂向舭板对其阻力的影响不大，这种深Ⅴ型艇的阻力性能较佳，若喷气，其总阻力还可进一步减少15％。孔喷时，孔径采0.5mm或1.3mm对模型阻力的影响甚微，采用0.4mm缝叶的模型阻力比用孔喷时略大，采用较大孔喷或缝喷有利于工程上的喷气实施。     

用于模拟铂电阻温度传感器的可编程精密合成电阻

在舰船动力装置控制系统中,温度测量设备通常采用铂电阻温度传感器对大量的温度信号进行采集,并将温度信号转换成电阻信号。当这些温度测量设备进行调试、试验时,需要使用电阻器模拟铂电阻温度传感器给出所需的电阻信号。介绍了新型的可编程精密合成电阻以替代传统的电阻箱,该合成电阻采用运算放大器和D/A转换器等器件构成单口网络,通过编程控制输入电压和输入电流的比值获得期望的电阻值。详细分析了该电路误差产生的原因,给出了以ICL7560和AD5543为核心的具体实现电路,其输出电阻误差可控制在0.02Ω以内,对应温度信号在0.05℃以内。该合成电阻具有体积小、精度高、可编程数控的优点,是温度测量设备试验时所需的重要设备。     

粗砂水力输送多峰阻力特性

提出了实验中发现的一种挖泥船管道水力输送粗砂阻力特性的新类型——多峰阻力特性,而现有理论根本无法解释这一现象。应用两层模型方法,对出现多峰阻力特性的管道水力输送粗砂实验数据进行了计算,分析了多峰阻力特性与内部流动分层结构的关系。研究表明,这种新型的多峰阻力特性的出现,是由于管道内部流动结构特性,如上下两层分界面位置、两层浓度差、速度差等,随着浆体水力输送平均速度的变化,出现了增减交替而非单调的变化。