一种航行体水弹道的数值仿真与试验研究

针对一种航行体复杂的水弹道特性,对流固耦合数值计算方法进行分析,并在此基础上采用MSC.DYTRAN有限元分析软件建立起航行体水弹道仿真计算模型,应用该模型计算得到航行体水中运动规律。研究了水弹道缩比试验相似准则及测试方法,开展多发次缩比试验获取了航行体水弹道特性。仿真计算和缩比试验结果的对比分析表明二者一致性较好,试验和计算方法能够为相似研究提供指导。     

大尺度桅杆结构缩比试验中的相似关系

基于双缩尺比,将桅杆视为变截面梁,提出大尺度桅杆结构缩比试验中总体强度和振动的相似关系。应用PATRAN软件,对桅杆结构强度和振动进行数值仿真,通过桅杆原型和缩比模型的对比分析,验证相似关系的有效性。     

利用缩比模型CFD数值模拟计算舰船舰面空气流场相似准数的影响探讨

舰载航空系统是现代舰船的重要组成部分,舰船空气流场对舰载机起降的安全性有明显的影响,因此,舰船空气流场特性研究对全船总体性能具有重要意义.目前,对舰船空气流场的研究方法主要有实船测量、模型试验及数值模拟等方法,利用缩比模型对舰船舰面空气流场进行CFD数值模拟具有成本较低和周期较短的优点.缩比模型计算需要考虑相似性问题,文章针对此问题从缩比模型的采用、流场模型试验时相关的相似准数影响等方面加以讨论,其中还针对模型试验时不同雷诺数的影响进行了数值模拟计算.     

铺板连接结构减振设计分析

为控制机械振动向船体结构传递,基于不均质结构振动隔离原理,对铺板连接结构进行减振设计。采用有限元方法建立各设计方案的计算模型,进行激励源在铺板不同位置工况下的动响应分析,对比各方案的减振效果并开展缩比模型试验。分析结果表明,U形连接结构对抑制振动从铺板向圆柱壳体传递效果较好;适当减小连接板厚度,减振效果呈增加的趋势。缩比模型测试结果显示,U形连接结构在2 Hz～4 kHz频段有大于4dB的减振效果,仿真计算结果与试验结果吻合较好。     

双层壳体缩比模型材料阻尼相似研究

声学相似性是水下目标缩比模型试验的基础。因为目标外部线型的尺度相似只能反映几何亮点回波特性,对于和材料紧密相关的弹性亮点回波特性不能完全模拟。为了有效地利用缩比模型模拟测试实际潜艇回波,在外部线型和厚度相似的基础上,研究材料的阻尼相似问题。本文以水中双层球壳和柱壳为理论模型,研究双层壳体模型和原型用同一种材料制作时材料损耗对相似性的影响及不同金属材料的阻尼对目标强度的影响。理论分析和数值计算表明:金属材料损耗因子对缩比模型的声学相似性影响很小。     

内波的相似律及其实验室量化模拟关系

弄清内波的相似律和实验室量化模拟关系,是内波缩比模拟试验研究实用化、解决实际海洋中内波相关科学问题和工程问题的前提.本研究从流动的力学相似条件出发,梳理了内波的相似原理,采用内波预报模型分析了分层结构和分层密度差对内波特征的影响,阐明了分层结构相似是内波相似的必要条件,还分析了内波和表面波相似律的制约关系.实验室中分层密度差一般远大于实际海洋跃层的密度差,内波和表面波相似律不能同时满足,缩比实验模拟结果须根据内波和表面波的特征分别按各自的相似准则换算.     

迭代最小二乘法对静态单目标进行无源定位的初始值问题研究

介绍采用迭代最小二乘法对静态单目标进行无源定位的初始值估计问题.通过对到达角的处理以及结合传感器的位置,提取目标的粗位置信息,作为迭代计算的初始值,从而获得较高的定位精度.     

深水静压载荷作用下多层夹芯结构相似特性分析

为深入研究大尺度多层夹芯厚板结构静压形变特征,基于量纲分析方法,进行深水静压载荷作用下多层夹芯结构相似特性分析,建立了缩比模型和原始模型的位移及应力应变之间的相似特征关系。通过具体算例分析,提出了表层弯曲刚度对相似特征的影响规律系数,即影响因子,开展了影响因子随模型缩比率的变化规律研究,并给出了影响因子的具体求解步骤。最后通过有限元仿真,对比了几种不同的模型缩比方案,结果验证了本文提出的模型缩比方案的合理性和优势。     

基于双缩尺比的桅杆振动研究

考虑桅杆缩尺模型制作需要兼顾几何高度和板厚两个因素,采用双缩尺比对桅杆缩尺模型进行设计,根据桅杆的相似理论推导了双缩尺比的可行性,基于patran软件建立桅杆原型和缩尺模型的有限元模型进行仿真计算,对比二者的模态频率、振型和振动规律,结果基本符合相似理论的推论,验证了基于双缩尺比桅杆模型设计的科学性与可行性。     

射流泵内压力分布研究

本文采用CFD模拟了射流泵中的流动情况,并对射流泵结构进行优化设计以抑制空化。采用不同湍流模型发现计算结果类似,雷诺应力模型相对来说与实验数据更为相符。随着流量比的增大,最低压力点位置由喷嘴出口平直段衔接处向喉部衔接处转移。随后本文对这两处位置进行优化,取消喷嘴出口平直段,采用渐缩喷嘴,模拟结果显示该方案能有效消除喷嘴处的静压低压区;对喉部衔接处进行光顺化处理能有效提高该处的最低静压值。本文的计算结果能为射流泵优化设计提供参考。