CFD在潜艇操纵性水动力工程预报中的应用研究

潜艇操纵性的设计预报基础是潜艇操纵性水动力的预报.基于潜艇线型几何参数的工程实用预报方法,在潜艇操纵性方案选型和水动力布局优化设计中显得尤为重要.本文探讨CFD在潜艇操纵性水动力预报方面的应用能力和预报精度,并应用七参数线型模型、采用均匀设计试验方法,设计了一个系列28条潜艇主体类水滴型模型,通过数值模型试验和回归分析,提出了潜艇主体操纵性水动力的估算公式,具有良好的应用前景.     

潜艇操纵水动力小波神经网络预报方法研究

针对潜艇操纵性优化设计中水动力系数预报问题,在潜艇水动力预报中引入艇体肥瘦指数概念,确定了潜艇艇体几何描述的五参数模型。提出采用小波神经网络方法预报潜艇水动力,确定了神经网络的结构,利用均匀试验设计方法,设计了神经网络的学习样本。在验证CFD预报艇体水动力有效的基础上,完成了样本水动力系数的CFD计算;通过对样本进行学习,完成了潜艇艇体操纵性水动力系数小波神经网络预报。研究结果表明,只要确定适当的输入参数,选择适当的学习样本和网络结构,利用小波神经网络方法对潜艇水动力进行预报可以达到较高的精度。     

潜艇操纵性水动力数值计算中湍流模式的比较与运用

湍流模式的选取对潜艇操纵性水动力数值计算精度有着重要影响,采用六种湍流模式计算了SUBOFF主艇体及主艇体加指挥室围壳两种模型在一定漂角范围内的潜艇操纵性水动力,并与试验值进行了比较,结果表明SSTk-ω模型更为适合潜艇操纵性水动力计算。在此基础上对SUBOFF全附体模型在一定漂角和攻角范围内的艇体水动力进行预报计算,并对该计算方法应用于潜艇操纵性水动力预报计算的计算精度与适用范围进行了探讨。     

潜艇操纵性预报研究现状与前景展望

计算流体力学的快速发展及试验测试技术的不断提高,为潜艇水动力性能评估提供了更为广阔的平台,丰富了潜艇操纵性研究体系,预报方法趋于精准、多样、高效。基于该现状,文章对近年来潜艇操纵性预报的相关资料进行了梳理,系统总结了国内外在潜艇自航模试验、基于水动力系数数值仿真及粘流CFD直接数值模拟等方面的最新研究进展,分析了当前制约潜艇操纵性预报效率的主要因素,阐述了该研究领域的前景与方向。     

潜艇PMM实验的CFD仿真技术研究

操纵性是现代潜艇最重要的总体性能之一.为预报潜艇的操纵性能,需求得所有的水动力导数.借助CFD技术和动网格技术数值模拟小振幅平面运动机构试验,求解了SUBOFF主艇体的水动力导数,并与混合分布法计算的附加质量项作了比较,二者符合良好,从而验证了方法的有效性.流场的求解基于RANS方程和RNG k-ε湍流模型,动网格的处理采用Hrvoje Jasak和Zeljko Tukovic的方法,压力和速度的耦合采用PIMPLE方法解耦.流场的控制方程采用有限体积法离散且分离式求解,网格运动的控制方程采用有限元方法离散,网格的分裂采用体和面同时分裂法.     

潜艇操纵水动力数值预报网格与湍流模型选取研究

针对采用计算流体力学(CFD)数值方法预报潜艇操纵水动力中,网格划分和湍流模型选择的问题。以SUBO)FF潜艇模型为对象,对不同网格分辨率的模型进行了水动力计算,对网格的收敛性进行了研究,采用五种不同湍流模型,计算得到了不同漂角下潜艇所受水动力,并和试验结果进行了比较。研究结果表明,在采用CFD数值方法预报潜艇操纵水动力时,纵向力对网格分辨率有较高要求,而侧向力和力矩对网格分辨率要求较低,在湍流模型选择上,采用标准k-ω湍流模型能够获得与试验结果更相符合的计算结果,是目前硬件条件下潜艇水动力CFD预报比较合适的一种湍流模型。     

基于STAR-CCM+的潜艇舵翼水动力性能研究

潜艇舵在设计的时候并未充分考虑潜艇伴流以及螺旋桨的影响,导致实际上舵的水动力效果与设计值存在偏差。为了解这种影响的大小,利用Star-CCM+分析棱柱层、湍流模型、网格离散、定常与非定常方法对敞水舵计算结果的影响,并选择较佳的物理模型对SUBOFF潜艇上的单独舵、直航打舵以及斜航工况进行计算,并将水动力计算结果与水池试验值和风洞试验值进行比较,分析艇体伴流对舵翼水动力的干扰,更深入认识艇体对舵的水动力影响,为优化潜艇舵翼设计提高潜艇操纵性以及降低噪声提供了参考依据。     

CFD动态网格技术在水下航行体非定常操纵运动预报中的应用研究

针对水下低速航行体非定常操纵运动中雷诺数及水动力系数随时间变化这一特点,文章采用基于动态网格技术的CFD数值方法对其进行运动模拟.通过对传统动态混合网格模型进行发展,提出了一种改进的动态混合网格模型,以此建立了非定常操纵运动数值预报方法.为验证所建立的数值预报方法对水下低速航行体操纵运动水动力的预报精度,并以带攻角均匀直航的滑行状态为研究对象,应用动网格技术对一典型水下低速航行体缩比模型主体及带附体的水动力进行了计算,结果与风洞模型试验结果吻合较好;文中进而将其应用于一水下滑翔机自航模非定常运动的预报,结果与试验符合较好,初步验证了动网格技术的应用能力和所建立的预报方法的有效性.文中的工作可以为水下航行体及其自航模非定常操纵运动的数值模拟提供基础.     

潜体水动力系数计算研究综述

水动力系数计算是研究潜体操纵性的基础,随着潜艇、潜水器等的迅猛发展,日益成为国内外学者关注的热点。为了更好地对其进行研究和学习,对近年来国内外潜体水动力系数计算的研究结果进行综述。对模型试验、数值计算、理论计算3种求取潜体水动力系数方法的研究成果进行汇总,结合具体算例采用数值计算方法获得航行器的水动力系数,总结不同计算方法的优缺点,汇总重要的定性研究结论,提出需要进一步研究的问题。     

斜流中艇后螺旋桨水动力数值计算方法

为解决潜艇操纵性研究中螺旋桨水动力预报问题,本文应用Fluent软件对斜流条件下全附体潜艇模型艇后水动力进行计算。网格划分上将计算域分解为静止域与转动域2部分,2部分交界面采用滑移网格技术传递数据。选取适当的数值离散方法,分别计算0°攻角时不同进速下以及设计进速下不同攻角时艇后螺旋桨水动力的值,并通过与试验数据的对比验证算法的可靠性。计算结果表明,艇后螺旋桨推力和扭矩随着攻角的增大呈现出先减小后增大的趋势。     

管顶人孔井、测量塔的受力变形数值模拟及控制

某大型沉管工程的沉管艉端装有最高近42.2 m的人孔井和测量塔,其在浮运、安装过程中受到水流荷载、波浪荷载和风荷载的影响而存在受力变形。为了保证人孔井和测量塔的安全及测量塔的测量精度,对人孔井和测量塔的受力特性进行分析后,在人孔井和测量塔上添加抱箍结构,使其与测量塔呈刚性连接。     

信息化装备软件测试

随着装备的信息化的发展，各种软件密集型装备接连出现，软件在装备系统中所占比重越来越大，软件的质量问题成为制约装备系统性能的重要指标之一。从某种意义上说，离开软件，就谈不上装备信息化，软件质量是高可靠性装备的前提，加强软件测试是保证装备软件质量的重要手段。     

地效翼船结构设计方法的探索

本文计算了地效翼船着水时瞬间压力沿主浮舟底部的分布情况，并对地效翼船结构进行了强度计算分析，为地效翼船的设计提供了必要的数据理论基础。     

港口与城市协调发展的评价模型及其应用

提出了港口建设与城市发展的协调度概念,建立了港口与城市发展的评价指标体系;然后通过对现有的几种协调度评价方法的局限性分析,采用了主成分分析与回归相结合的方法建立港口与城市协调度评价模型,为港口和城市的协调发展分析提供了新的思路.最后以上海市为例,对港口与城市的协调发展进行分析.     

预防海盗及防止船员人身伤亡

船舶航行、停泊于海盗活动频繁区域,有可能遭遇海盗袭击.提出船舶预防海盗的方法和措施,以保护船舶和人员、财产安全.     

融通仓与创新集成物流增值服务

着重从如何与金融机构协作,进行第三方物流服务创新展开讨论。介绍了融通仓的概念和发展现状、研究背景和目的以及创新集成物流增值服务的功能和模式。     

校企合作培养船海专业应用型人才的实践与探索

结合广东海洋大学船舶与海洋工程专业校企合作的办学实践,分析高等学校依托行业、产学研结合、培养企业急需应用型人才的成功范例,认为应在互利共赢的基础上建立校企合作长效机制.     

港城良性互动与港口协调发展的关系

日前公布的《国务院关于推进上海加快发展现代服务业和先进制造业，建设国际金融中心和国际航运中心的意见》（以下简称《意见》）对港口整合给予了异乎寻常的关心。《意见》中有两处涉及港口整合问题。一处是在描绘上海国际航运中心建设总体目标时提出：“基本形成以上海为中心、以苏浙为两翼、以长江流域为腹地．与国内其他港12合理分工、紧密协作的国际航运枢纽港。”     

船舶改装设计的技术组织与管理

文章通过对船舶改装设计不同阶段的特点分析,提出了如何组织、管理好设计工作,以使设计工作达到优化的系统性、完整性。     

大型船舶监控管理系统的设计与实现

大型船舶监控是一个参数众多的非线性复杂系统,传统的专家系统和智能化系统面临着挑战.基于耦联式多层神经网络的大型船舶临控系统有别于其他传统的系统,基本思路是:首先将大型船舶分成数量众多的多阶子系统,每个底层的子系统由单元神经网络进行神经计算,给出各因素的表现程度,然后将各因素的评判程度作为该子系统的上一阶子系统的评价网络的输入值,经过神经计算,得出该子系统的上一阶子系统的评价结论,以此类推,直至给出大型船舶的评价结论.实验数据与结果符合神经网络系统给出的结果.系统知识库易于更新和维护,提高了系统的自学习能力,避免了传统专家系统中的"知识爆炸"问题.