网格因素对水陆两栖飞机着水性能计算结果的影响

为了准确预报水陆两栖飞机着水性能,采用有限体积法和重叠网格技术,根据网格划分特点,分析第一层网格节点高度、船体表面网格尺寸及重叠网格大小等网格因素对水陆两栖飞机着水性能计算结果的影响,将不同网格划分方法得到的垂向加速度、姿态角与模型试验结果进行对比,得出精度较好的着水仿真计算的网格参数。     

基于滑移网格方法的水陆两栖飞机单船身耐波性数值模拟

针对水陆两栖飞机单船身在规则波浪水面滑行过程中的运动响应大和强非线性等问题,提出一种基于滑移网格方法结合传统动网格方法的耐波性数值模拟方法,有效解决传统动网格方法在水陆两栖飞机水面大幅运动数值模拟过程中的网格严重拉伸和变形问题。通过数值模拟和水池试验,得到水陆两栖飞机单船身在规则波中滑行时的阻力平均值、运动响应双幅值和流场特征,对比数值模拟结果和水池试验结果,两者随波长的变化趋势基本相同,流场特征基本一致,且阻力平均值和运动响应双幅值误差均在10%以内,说明数值模拟精度较高,方法可行。     

水陆两栖飞机着水冲击仿真分析

为了验证MSC.Dytran仿真软件中的一般耦合算法在处理水陆两栖飞机着水冲击问题的可行性,将仿真结果与模型着水冲击载荷试验结果进行对比,结果表明,仿真得到的飞机着水后的运动过程与试验现象一致,仿真结果与试验结果基本吻合,说明用一般耦合算法进行水陆两栖飞机着水冲击仿真是可行的。     

影响滑行艇阻力数值计算的网格因素研究

为了获得有效的滑行艇阻力数值计算方法,采用粘性流体力学软件STAR CCM+,根据结构网格特点分别探讨了船体表面第一层网格节点高度、船体表面网格尺度以及流域网格节点分布系数三个因素对滑行艇阻力计算精度、收敛速度以及计算稳定性的影响。通过把不同网格划分方法所得到的数值结果与模型试验结果进行比较,确定了适合滑行艇阻力计算的网格参数。利用得到的网格方案对多种航态滑行艇阻力进行计算,计算结果与试验值的符合情况良好。     

着水姿态对大型水陆两栖飞机着水性能的影响

针对着水姿态对水陆两栖飞机船体着水性能的影响,通过单船身(机身)模型着水试验与仿真,分析着水载荷和运动响应,单船身模型可排除气动力及复杂的水面效应等因素引起的试验与仿真的差异。结果表明仿真与试验结果一致性较好,压力分布满足设计要求;初始姿态角对压力分布及加速度的时历变化影响不大,但艉部着水前期姿态角会出现减小的现象;加速度和姿态角峰值随着初始姿态角的增大会出现明显的波谷型变化。综合看来,该型水陆两栖飞机着水性能在6°-8°姿态角范围内较优,7°最佳。     

海上滑行时两栖车辆的水动力特性数值计算

为了提高海上滑行时两栖车辆的动力控制能力,进行海上滑行时两栖车辆的水动力特性数值计算分析,结合力学控制方法进行两栖车辆的水动力建模和控制优化。提出基于运动力学和阻尼力反馈调节的海上滑行时两栖车辆水动力解算模型,构建两栖车辆在海上滑行时的运动学模型和动力学模型,根据滑行时的阻尼力和水动力进行平衡性控制,在考虑小扰动和稳态误差干扰下,根据两栖车辆的受力情况进行阻尼反馈调节,提高两栖车辆的滑行控制能力,并实现两栖车辆的水动力特性数值优化解算。仿真结果表明,通过对两栖车辆的水动力特性数值计算,提高两栖车辆的海上滑行稳定控制性能,输出动态平稳性较好。     

网格因素对三体滑行艇阻力计算影响探究

为获得三体滑行艇的阻力及其他水动力性能比较精确的计算结果,采用粘性流体力学软件STAR-CCM+,依据网格离散的特点,分别讨论了船体表面网格尺寸、近船面网格节点分布、船体周围加密区网格尺寸以及变形网格技术四个因素对三体滑行艇阻力计算精度、收敛速度和稳定性的影响。通过一系列计算、分析,提出适合三体滑行艇阻力计算的网格划分方案,经验证与试验值有较好的符合度。     

基于STAR-CCM+的滑行艇阻力研究

为研究滑行艇的航行阻力问题,首先建立滑行艇的几何模型,然后基于STAR-CCM+软件对其运动进行数值模拟。获得滑行艇航行时阻力随航速的变化规律,并将数值计算结果与试验值进行比较,得到的计算结果与试验值数据基本吻合。证明了在STAR-CCM+中能够有效模拟滑行艇运动的阻力性能,该方法对于文中的实例具有较高的准确性,可为滑行艇阻力的预报提供参考。     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

该文针对一型具有水下多种工程作业功能的 3000 m 深潜水作业支持船的大型复杂船型,基于数值模拟方法进行了快速性综合优化研究。通过数值模拟,对于船体首部形状、尾封板高度及小尾鳍角度等变化,分析了其改变的首、尾部线型对船体阻力及伴流的影响；根据分析计算结果综合优化了船体线型,预估在限定功率下的船舶航速,并在水池对最终优化后船型进行了模型试验。结果表明：试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线型综合优化设计思路的正确性。     

绿色35,000吨散货船船体线型优化及设计研究

本文针对新一代绿色环保船型研发的需求,在已有性能较为优良的35000吨散货船的基础上,对船体线型作进一步的优化设计。利用势流计算原理及粘性流计算原理分别对船体周围流场特性进行计算分析,结合在船体线型设计方面的经验对原船线型作进一步的改型优化,并通过水池模型快速性试验验证获得了更为优良的船舶线型。经对线型改型优化,既降低了阻力又提高了推进效率,总的节能效果可达9%。说明线型改型优化已取得了较为明显的效果。此外,采用粘性流计算原理进行数值计算应较势流计算原理更为全面合理。特别对原来快速性能已较优良,方形系数CB较大的船型来说,采用粘性流的计算分析法能获得更为合理的结果。     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

针对一型具有水下多种工程作业功能的3 000 m深潜水作业支持船这一大型复杂船型,基于数值模拟方法进行快速性综合优化研究。数值模拟船体艏部形状、艉封板高度及小尾鳍角度等变化,分析艏艉部线型的改变对船体阻力及伴流的影响。根据分析计算结果综合优化船体线型,预估船舶航速,并在水池对最终优化后的船型进行模型试验。结果表明:试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线综合优化设计思路的正确性。     

SBD技术在"探索一号"科考船线型设计中的应用

文章介绍了"探索一号"科考船船体改型设计及基于数值仿真方法(Simulation Based Design,SBD)的艏部线型优化设计。首先,依据总体设计要求,对原船艏部进行了加长并开展了线型设计,采用基于RANS的数值评估方法对改型前后船舶阻力进行计算分析。在此基础上,采用SBD技术开展了艏部线型优化设计,以设计航速时的总阻力作为目标函数,FFD方法实现船体几何自动重构,利用粒子群优化算法对线型优化设计问题进行求解,设计结果表明:在满足工程约束条件下,最优方案总阻力收益十分显著,航速12kns时模型总阻力减小了7.7%,剩余阻力系数减小了26.6%。     

基于非线性优化方法的船体线型研究和最小阻力船型设计

在船舶设计与制造领域中,当船舶主尺寸、排水量等条件确定后,如何改善船舶的兴波阻力是一个重点研究方向。船体线型的设计有助于改善船舶的结构强度,减小船舶航行的阻力,提高船舶的航行效率。船体线型的优化是一个多变量、多目标优化问题,本研究建立了船舶的阻力数学模型,结合非线性优化算法对船舶的线型进行了优化,并对优化结果进行了基于Fluent的仿真分析。     

某全地形车水上运行阻力仿真

为研究全地形车水上行驶性能,应用计算流体力学(CFD)理论,利用流体计算软件STAR-CCM+进行水上绕流场和运行阻力预报,并结合相关试验数据证明了模拟的可靠性.选用SST湍流模型、流体体积法(VOF)和非稳态模型对车体绕流场进行数值模拟,得到全地形车在最大设计吃水深度,以最高设计速度航行的行驶阻力、浮力及兴波特性,为水陆两栖全地形车减少阻力、优化外形,提高最大承载能力提供了方法参考.     

基于艏艉全参数建模及自航计算的线型优化

以一艘散货船为例,介绍基于艏艉全参数建模和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)自航计算的线型优化方法。对艏艉进行参数化建模与变换,通过CFD进行船体阻力计算和自航计算,最终优化得到满足总体性能和轮机布置要求且螺旋桨收到功率最小的船体参数化模型。     

滑板角度组合对两栖车辆升阻比影响的仿真研究

针对两栖车辆水上行驶时不同滑板角度组合对车体升阻比的影响问题,阐述了滑板滑行机理,并基于RANS方程和RNG k-ε湍流模型等计算流体动力学(CFD)理论,提出采用FLUENT和正交分析法进行某两栖车辆车体模型静水航行的三维数值模拟及优化分析。分析了两栖车辆在不同滑板角度组合和不同速度下的阻力和升力特性,得出了两栖车辆升阻比的最优滑板角度组合范围,为两栖车辆的设计及优化进行了有益而深入的探索。     

35000吨散货船船体线型优化及设计研究

针对新一代绿色环保船型研发的需求,在已有性能较为优良的35000吨散货船的基础上,对船体线型作进一步的优化设计.利用势流计算原理及粘性流计算原理分别对船体周围流场特性进行计算分析,结合在船体线型设计方面的经验对原船线型作进一步的改型优化,并通过水池模型快速性试验验证获得了更为优良的船舶线型。     

水陆两栖飞机波浪水面滑行水动特性研究

采用边界造波法对规则波进行了数值模拟并加以验证，结果表明数值模拟得到的波浪在波长、波高以及周期等主要波浪参数方面具有良好的精度。采用有限体积法与VOF方法，并结合重叠动网格技术，分别模拟了不同滑行速度以及不同浪向角情况下，水陆两栖飞机在波浪水面上的滑行过程，计算结果表明：飞机滑行速度越大，水动载荷的变化幅度越大，飞机垂向过载的最大值越大，飞机垂向位移和纵倾角的变化幅度越大，变化周期越长；飞机最好在尾斜浪或顺浪的状态下滑行，能够在一定程度上减小飞机垂向过载、垂向位移和纵倾角的波动。     

基于重叠网格的水陆两栖飞机静水滑行模拟

为探讨STAR-CCM+仿真软件处理水面飞行器在静水面滑行问题的可行性,采用重叠网格和欧拉VOF方法追踪气液二相交界面的动力学特性,获得相应的水动力性能,并将仿真计算结果与模型静水面滑行试验结果进行对比。结果表明,仿真结果与试验值吻合度较高,计算所捕捉到流场信息与实际试验现象呈现出了良好的一致性。从定性和定量的角度验证计算结果的可靠性,说明使用STAR-CCM+软件基于重叠网格方法进行水面飞行器静水面滑行仿真是可行的。     

双断级滑行艇阻力性能优化方法

阻力性能是双断级滑行艇水动力性能最为重要的内容之一,本文提出一种基于CFD模拟的优化方法,结合艇底斜升角、断级高度、断级总长等因素对某双断级滑行艇进行了静水阻力优化及试验验证。结果表明:CFD计算值与模型试验结果吻合度较高,各因素对艇体阻力均有较为明显的影响,断级高度和断级总长的增大一定程度地增强了双断级滑行艇的滑行效率。优化研究实现了双断级滑行艇阻力系数R/?低于0.25的技术指标,验证了基于CFD的优化方法的可靠性。