各向异性湍流积分长度数值预报研究

文章针对目前模型试验只能获得各向同性湍流积分长度这一现状,建立了各向异性湍流积分长度数值预报方法:(1)RANS预报初始定常流场;(2)大涡模拟计算脉动速度场;(3)脉动速度相关函数计算各向同性湍流积分长度;(4)计算各向异性湍流积分长度。通过二维水翼模型试验验证了水中各向同性湍流积分长度的数值预报精度,平均误差6.81%;通过风洞螺旋桨验证了空气中各向异性湍流积分长度计算方法。对SUBOFF桨盘面处各向异性湍流积分长度的预报研究发现,各方向湍流积分长度外半径大于内半径;潜艇上部涡团扩散较下部明显,内半径湍流积分长度波峰随着角度增大而内移;Λ11、Λ12和Λ13周向分布受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡影响,波峰出现在20°和90°左右;Λ31和Λ32的频率峰值受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡脱落频率(约15 Hz)影响,峰值集中在30 Hz以下。该文提出的各向异性湍流积分长度预报方法,为下一步螺旋桨低频宽带噪声预报中构造新的湍流波数谱以提高预报精度提出了思路。     

螺旋桨低频流噪声模拟方法研究

针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出,螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明:离散噪声远大于宽带噪声;宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起,宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动;在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小,在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。     

非均匀伴流下无空泡螺旋桨涡流噪声的数值研究

应用分离涡方法(DES)对螺旋桨的涡流场进行了模拟。提出了一种在桨叶附近生成高质量边界层网格的结构化网格划分方法。利用Q准则和自定义函数对桨叶泄涡及其频率特性进行了研究。以桨叶表面脉动压力为声源,通过求解FW-H方程对螺旋桨噪声进行了预报。频谱分析表明螺旋桨低频离散线谱噪声、低频宽带噪声以及高频涡流噪声都得到了较好的预报,特别对涡流噪声的频谱特性进行了分析。数值计算结果表明:以单桨叶表面压力脉动为声源,涡流噪声为单调音,频率即为桨叶泄涡频率,声压级比宽带噪声高出约15 dB;以整个螺旋桨表面压力脉动为声源,涡流噪声在泄涡频率附近有着多条线谱,各线谱的频率间隔相等,声压级比宽带噪声高出约10 dB。     

船舶螺旋桨—艉部流场互作用噪声的研究

由螺旋桨引起的互作用噪声构成了船舶中高速航行时整个辐射噪声的重要部分。由螺旋桨叶片和船舶艉部非均匀流场相互作用引起了低频离散谱噪声。由螺旋桨叶片和艉部湍流场相互作用产生了螺旋桨低频宽带噪声。利用升力面理论和声学方法得到的离散谱噪声的预报公式,对螺旋桨不同直径、侧斜、纵倾对离散谱噪声的影响作了数值计算,并得到了工程上有实用意义的结果。在分析螺旋桨低频宽带噪声成因的基础上得到了理论分析方法,并作了数值计算。整个方法不仅对船舶螺旋桨噪声预报提供了十分重要的工具,而且对螺旋桨的噪声控制也有重要的实用价值。     

小型船舶低频辐射噪声分析方法研究

为减少船舶舱室低频辐射噪声对船舶设备使用寿命的影响,根据典型船舶模型,建立某小型船的有限元模型并进行了船舶振动模态分析.同时采用边界元方法,将MSC.PATRAN软件建立的有限元模型导入SYS-NOISE软件中作为船舶声辐射的边界元模型,在同一噪声源下进行噪声计算,研究船舶舱室内部的低频声辐射特性.结果 表明:数值计算结果在总声压级上与实测结果仅相差1 ～8 dB,进一步说明此船噪声的低频预报方法切实可行.     

不同航速下SUBOFF流噪声频谱相似律研究

研究流噪声与航速关系可以有效地解决高航速水下航行器流噪声预报的难题。基于Lighthill声类比理论,研究缩尺比为1∶24的SUBOFF模型在特定航速范围内的声源特性,得到了流噪声频域结果与航速关系,给出了不同航速下基于斯特劳哈尔数和航速关系的流噪声频谱换算方法。研究结果表明,随着航速的提高,SUBOFF声指向性形状基本不变,低频范围内声辐射具有偶极子特性,辐射声功率的大小与航速的6次方成正比。在同一流场模型下,基于偶极子换算关系下的高航速原型预报值和大涡模拟计算值总声功率级和总声源级误差分别为1.2 dB和2.3 dB。     

螺旋桨脉动压力及噪声特性的数值模拟研究

采用LES方法结合FW-H声学模型计算分析了螺旋桨的近场脉动压力和远场声辐射特性.近场脉动压力分析结果表明:脉动压力频谱特性在桨盘面和桨轴方向存在差异,脉动压力幅值随着距离增大迅速衰减;若要得到螺旋桨远场辐射噪声,声压接收点的位置需至少距离螺旋桨10倍直径.远场噪声指向性分析结果发现:声压总级在桨轴纵向平面呈现椭圆形分布,轴向总声级比盘面周向大.此外,噪声频谱特性的分析结果发现,桨盘面和桨轴方向声辐射频率特性也存在差异.     

机械和螺旋桨振动噪声作用下的物探船水下辐射噪声数值预报

文章探讨机械噪声与螺旋桨噪声共同作用下的物探船水下辐射噪声有效计算方法,采用基于结构有限元—声学边界元的声固耦合模式对水下总辐射的噪声级进行一体化计算。建立某物探船的整船三维结构有限元模型以及流体声学边界元模型。在船体总振动响应分析基础上,将螺旋桨噪声以点声源的形式与机械振动源同时输入统一声学环境中求解,对物探船水下辐射噪声进行数值预报,给出物探船辐射噪声指向特性,并比较2类噪声源一体化计算方法与直接叠加合成方法对物探船水下辐射噪声计算结果的影响。研究表明,工程精度上可接受机械噪声与螺旋桨噪声直接叠加合成总辐射声级的方法,但一体化计算是更合理的处理方式。     

螺旋桨流激噪声与泄涡频率关系分析

针对流激振动会引起非线性的流激噪声,严重时会引起"唱音"现象,进而对船舶的正常运行造成巨大影响的问题,基于自定义函数对螺旋桨桨叶随边处的压力进行分析,得到泄涡频率。采用声学边界元方法对泄涡频率与螺旋桨固有频率接近和远离时的螺旋桨噪声进行预报和对比。分析结果表明:泄涡频率附近有多条线谱,形成了一个泄涡频率区域,而不同弹性模量的螺旋桨对应着不同的固有频率;当某阶固有频率与该泄涡频率区域接近时,螺旋桨产生的噪声要比远离该区域时的噪声高出约20 dB。     

水下航行器水动力噪声分离预报

近年来,水下航行器的声隐蔽性受到广泛关注,而有关其水动力噪声的研究却较少。将水动力噪声分为壳体流噪声、壳体流激振动噪声、螺旋桨流噪声和螺旋桨流激振动噪声4类,采用大涡模拟(LES)结合Light-hill声类比混合计算方法,对水下航行器的水动力噪声进行分离预报。首先,采用已有文献数据验证该混合声学计算方法的有效性。随后,对水下航行器壳体和螺旋桨三维流场的流噪声和流激振动噪声进行数值模拟和分析。结果表明,4类噪声均与速度呈非线性关系。在上游段,螺旋桨流激振动噪声为主要噪声;在下游段,壳体流噪声所占比例最大。在低速时,由壳体激发的水动力噪声是主要噪声;随着航速的增大,由螺旋桨激发的水动力噪声占总噪声的比例逐渐增加;总体水动力噪声能量随航速的增大而增大。     

基于油液分析的船用柴油机实船磨合过程研究

利用油液分析技术,对某型柴油机实船磨合过程进行了研究。实验结果表明左右主机在设定的磨合期内的磨合质量优于№2发电机的磨合质量。利用油液分析技术可以有效监测实船磨合过程,从而降低磨合过程的故障率,提高磨合质量。     

潮汐数据的达尔文分析与调和分析的对比研究

潮汐数据分析法是提取潮汐变化规律的方法,其准确与否直接影响人类在海上的各项实践活动。达尔文分析法(镂孔格方法)和调和分析方法(杜德森方法)是最常用和实用的2种标准潮汐分析方法。文章对上述2种不同时期的方法进行了对比,并通过实测数据的试验分析,评定了2种方法分析结果的精度。     

一种接收系统电路容差分析研究

对影响电路容差性能的关键参数进行仿真、分析和调整,优化电路容差性能。根据容差分析的一般流程,利用Mentor软件对一种接收系统模拟电路的参数进行容差仿真,采用蒙特卡罗法、最坏情况法和参数扫描法对电路容差的稳定性进行分析。通过调整元器件的标称值、精度及温度系数等参数,改进了电路的容差性能,达到了设计要求。仿真结果表明,调整元器件的重要参数,可以改变电路的容差性能,优化所设计的电路,节省设计时间和设计费用,为提高产品的可靠性提供了一种新的途径。     

大型复杂齿轮箱底架模态分析方法

本文探讨针对某复杂齿轮箱底架结构的一种模态分析方法。该齿轮箱底架尺寸较大,质量与刚度分布情况复杂。试验模态分析所需的试验条件要求高,对于力锤的选择和传感器的数量都有较高的要求。此外在有限元模态分析中会存在模态密集、模态向量繁杂、模态振型云图无法提取等问题。该齿轮箱底架结构特殊,近似案例很少,因而鲜有相关的计算参考。本文主要提出以扫频分析为理论基础,辅以虚拟梁的一种近似方法来求出该复杂大型结构的固有频率与振型。其计算结果较直接模态分析更能体现结构在工作状态下的模态情况,亦能对设备工作频率的选取以及结构刚度优化提供有益的帮助。     

龙门吊发动机超速熄火故障分析

宁波北仑国际集装箱码头的龙门吊发动机经常发生超速熄火故障,究其原因是所用的康明斯K-19发动机的执行器容易损坏造成的。分析了产生故障的具体原因,提出了切实可行的解决方案,从根本上解决了这一故障,提高了整体作业效率。     

船闸闸室墙体“病理”分析

摘要：船闸的“体检”是通过水工检测手段来实现的。以苏北运河几个船闸为例,对闸室墙体进行检测,以此为依据来判断船闸的受损状况,从而提出船闸闸室墙体的状态报告,并提交决策部门来安排船闸抢修、小修、中修以及大修的间隔和时间。可供借鉴。     

某装备结构动态特性分析

利用试验模态分析法获得了某机枪结构的模态参数,分析了机枪的动态特性,并通过基于模态试验的灵敏度分析方法,获得了影响该机枪动态特性的敏感部位,为改善机枪动态特性提供了依据.     

基于过程分析的工程系统风险分析方法

本文提出的基于过程分析的风险分析方法，能够对工程系统进行全面的描述，并且可以给出系统的风险事件分布。在风险识别阶段使用风险分布图和风险识别表，可使分析人员更容易了解系统的全局和细节，最大限度地避免遗漏风险事件；在风险管理阶段使用风险分布图，将风险事件与作业或生产环节相联系，可以使管理人员和作业人员直观地了解系统中风险存在的位置和形式，更有利于对风险的控制。该方法使风险分析更接近工程实际，更容易为工程技术人员所接受，是风险分析的重要工具之一。     

水流对离岸海港码头系泊船舶作用力的研究

本文介绍离岸园墩式海港码头水流对系泊船舶作用力的试验研究成果.按水流方向与船舶纵轴夹角给出了水流力系数的经验公式和半经验公式,与理论分析的结果相符合.     

在既有铁路线上进行轨道衡施工技术分析

为减少安装轨道衡施工对港口生产的影响,对3个安装轨道衡施工方案进行分析,择其最佳方案—全线封闭并采用灌浆料方案。然后对施工工艺流程作较详细的阐述,施工后证明该方案施工简单,安全质量可控。