船舶型线生成光顺系统SLINE与计算流体力学软件FLUENT的数据接口实现

实现船舶CAD专用软件与计算流体力学(CFD)软件的接口,有利于化解整个流动计算工作的瓶颈,形成CFD面向船舶设计的快速响应能力, 因而具有重要实际意义.本文介绍了本所自主开发的船舶型线生成光顺系统SLINE与计算流体力学软件FLUENT的数据接口实现及应用情况.     

破损船舶进水模拟

本文应用RANS方程进行了破损舰艇的进水模拟。使用了流体体积法、两方程湍流模型及壁函数处理自由面附近湍流流动,给出了后台阶流动、 系列60以及破损Burgundy船的CFD模拟计算结果,捕捉了船舶破损相关的基本流动特征。     

底部和舷侧破损船舶运动时域预报方法

针对船体破损后舱室进水引起的内外水体流动及船舶运动特性变化，提出了一种基于势流理论的破损船舶运动快速预报方法，借助修正的伯努利方程处理破损口处的进出水，通过瞬时湿表面积分获得破损船舶所受的水动力。以ITTC破损流动标模为对象，研究了该预报方法在舷侧破损和底部破损两种工况下的适用性。结果表明，论文提出的破损船舶运动预报方法能较为准确地预报船舶运动及透气舱室中的破损流动，但对气密舱室中破损流动的预报精度有待提高，后续模型将进一步考虑气体压缩性引起的舱室压力变化。     

基于CFD的船舶排气管系流场分析

为了解船舶排气管系的阻力及其流动特征,运用计算流体力学(CFD)中数值模拟和试验的方法,对排气管90°弯头和单扩张抗性排气消声器的流动特征进行数值模拟和试验,分析管系中的压力分布和速度分布,探讨部件阻力损失机理和变化规律,模拟结果和试验结果基本吻合。结果表明,CFD方法对船舶排气管系的流场分析具有可靠的预测性,可为降低船舶排气系统压力损失和船舶动力装置油耗提供依据。     

绕船体粘性自由面流动的数值计算

考虑自由面的船舶粘性流动计算由于其复杂性和对计算机硬伯的较高要求，只是到了最近几年才得到较大发展，而在国内尚属起步阶段。本文使用VOF方法计算了绕Wigley船型的粘性自由面流动，流模式选择了SSTκ-ω模型。计算获得了船体上波形以及船波等值线图，同时考察了三个不同横截面上的流动状况。计算得到的阻力还和发表的试验结果作了对比，结果令人鼓舞。     

单扩张腔消声器流场特性与温度场研究

以某型船用排气消声器为研究对象,为改善流体阻力对船舶柴油机的功率影响及消声器表面热辐射造成的机舱通风的影响,对其单扩张腔消声器的阻力损失与表面温度场进行了详细的分析与研究。利用大型通用CFD流体计算软件对消声器的流体流动与表面温度场进行了分析计算,通过适当改变内部内插管的布置,可有效改善内部紊流流场,降低消声器的流动阻力;通过包覆一定厚度的隔热材料,可有效降低消声器表面温度,降低热辐射。     

船舶阻力CFD发展现状及应用前景

本文着重介绍CFD在船舶阻力方面的发展概况和工程应用现状、CFD程序的验证流程,CFD和CAD相结合的应用前景。     

结合企业实践的CFD船舶阻力预报及线型优化

本文概述了研究课题——“CFD船舶阻力预报及线型优化”的理论基础，研究内容、实现流程及应用成果。该课题将现有CFD中理论上较成熟、工程上比较实用、计算精度较高的一部分内容，结合企业现有CAD资源、对企业产品进行分类，进行典型船型CFD船舶阻力及流场特性预报，并以此为基础进行船舶线型精细设计和优化设计，为船舶线型改造、新船型的开发提供帮助。     

基于CFD的船舶废气脱硫系统优化研究

受环境污染影响,船舶航行过程中产生的废气污染物亟需得到有效处理,当前船舶废气脱硫系统存在流动等参量不明确的问题,导致系统排气背压值过高,设计一种基于CFD的船舶废气脱硫系统。硬件部分:利用三相/二相转换器,连接脱硫吸收装置以及电力配置;软件部分:根据流体相介质的连续性特征,计算颗粒物流动等参量,基于CFD设置软件脱硫模块功能,借助求解器对话框获取相关参数。此次设计的船舶废气脱硫系统,与另外2种脱硫系统的排气背压值均值分别为1 576.74 Pa,1 920 Pa,1 964.67 Pa,证明融合了CFD的废气脱硫系统应用价值更高。     

用2D＋t理论预测穿过细长船体的非线性自由表面流动

从2D＋t理论的形成背景开始，介绍对物体周围流动描述的理论理论假设，即细长体理论的产生和发展情况及这种假设的几种常见情况，如轴对称式细长体，扁平物体，细长翼，瘦型船等。同时介绍模拟这些模型的各种流动现象的理论，对轴对称细长体的轴向，横向流动，细长翼的流动分离，排水型船舶的高速性能，波浪中的船体处理理论－切片理论及各种波浪形式和重力影响的处理等进行阐述。