非线性波浪水槽内波浪的产生和传播

文章在波浪水槽内通过数值模拟和物理实验相结合的方式,研究了波浪的产生和传播问题。在高阶谱计算模型中引入数值造波边界条件,建立了非周期谱波浪水槽。基于该水槽研究了具有不同波要素波浪的产生和传播问题,通过与理论解的比较验证了数值结果的正确性。结果表明线性波浪理论可预测具有较小Ursell数波浪的传播,而随着Ursell数的增大,波浪的运动可用二阶波浪理论解来描述。最后通过数值模拟结果和实验结果比较,验证了数值水槽的有效性,分析表明,波面升高及其对应振幅谱的计算结果与实验数据吻合较好。     

循环水槽边壁效应数值修正研究

在循环水槽中进行船模试验时的边壁效应，包括阻塞、浅水和侧壁波浪反射等，会影响测试结果。论文通过非定常RANS数值方法针对排水型高速单体船开展循环水槽边壁效应研究，归纳边壁效应修正公式。通过数值不确定度分析验证了网格的合理性。通过数值模拟的循环水槽与开阔水域中船模阻力的比较，拟合速度增量，得到水深弗劳德数Frh <1时的修正公式。该修正公式反映了阻塞效应、浅水效应以及高速船阻力的特征，循环水槽修正后的阻力曲线与开阔水域的阻力曲线吻合良好。     

基于VOF方法的不规则波数值波浪水槽的阻尼消波研究

对基于VOF方法的不规则波数值波浪水槽进行了阻尼消波研究。在水槽右端的出流边界处,设置了一定长度的海绵层来吸收波浪,海绵层的衰减系数采用线性分布的形式。通过不同入射波参数的数值计算结果,比较了不同形式的衰减系数和参数的海绵层消波效果,给出了对应不同波要素范围的海绵层参数取值范围。对浪高仪位置处波面历时采用两点法进行了分离,波浪的反射率满足计算要求,给出了数值水槽中不同时刻波面高度空间分布情况,应用快速傅里叶变换得到计算波谱,计算波谱与靶谱吻合较好,计算结果表明所采用的海绵层阻尼消波是一种很好的边界处理方式。     

循环水槽船模阻力试验不确定度分析

[目的]采用试验流体力学(EFD)和计算流体力学(CFD)方法研究流体力学,都存在不确定度分析的问题。针对循环水槽船模阻力试验开展不确定度研究,分别分析精度极限、天平标定和数据采集过程中引起的不确定度。[方法]针对循环水槽所特有的、来流不均匀度和湍流强度难以通过EFD方法求解不确定度的敏感系数,根据上海交通大学循环水槽的实际情况建立相关数学模型,采用CFD模拟得到来流不均匀度和湍流强度对总阻力的影响,应用不确定度理论得到相应的不确定度分量,对CFD计算的不确定度进行专门分析。[结果]结果显示:在CFD不确定度分析中,修正和未修正的计算结果均得到了有效确认,表明利用CFD模拟开展研究可行;循环水槽船模阻力试验合成相对不确定度为1.91%,湍流强度对阻力的影响最大,起主导作用,在设计循环水槽时应尽可能降低湍流强度;由不均匀度引起的不确定度分量,以及由精度极限、天平标定和数据采集过程引起的不确定度分量均不大。[结论]采用CFD方法分析EFD不确定度的一些分量,具备可行性和一定的借鉴意义。     

计及随机海浪波面倾角影响的船底砰击压力概率分布

计及随机海浪波面倾角的影响,研究了船舶底部砰击压力的概率分布问题。在计算船底砰击压力时引入随机海浪的波面条件,根据海浪波面斜率和船波之间相对速度的统计特性导出砰击压力随机变量的概率密度函数。计算结果表明,计及随机海浪波面倾角影响的概率密度函数与试验结果更加一致。     

基于FLUENT的垂向二维数值波浪水槽的造波效果

建立精准的数值波浪水槽需要选取合适的造波方法、波浪方程和网格尺寸。利用FLUENT流体力学模型,采用源项法、推板法、速度边界法3种造波方法,分别建立不同网格尺寸和波陡条件下的数值波浪水槽。结合相应的波浪理论,比较采用各造波法的数值一阶线性波和二阶Stokes波、三阶Stokes波效果,得出数值波传播特点、适宜网格尺度及波陡对数值波效果影响。结果表明,源项造波法造波的波高沿水槽衰减最快,对网格尺寸变化最敏感;推板造波法数值造波效果最好;速度边界造波法计算效率最高,数值波高沿水槽衰减速度最小;在数值水槽的波浪传播有非线性作用影响,导致即使造波是线性波,传播到一定距离后,波面也有非线性变形。     

数值波浪水槽中的被动式消波

采用边界元方法,建立一种非线性数值波浪水槽,借助吸收海岸和被动吸收式推板消波的方法,处理波浪模拟中的消波,检验水槽内不同频率的波浪吸收效果,并长时间模拟服从JONSWAP谱的不规则波;结果表明,这种消波方法可以满足长时间计算需要,可为工程研究奠定基础。     

循环水槽弯管导流形式三维数值模拟研究

为探讨弯管与导流片形式对流场品质的影响,基于RANS方程结合RNG湍流模型对水平循环水槽的弯管导流形式进行三维数值模拟,对出口处速度均匀性及弯管处压强分布进行比较分析。依据数值模拟结果,将非均匀布置导流片形式应用于实际水槽建造中,结果显示流场品质得到了明显的改进。     

船艏底部砰击压力概率预报方法研究

在Ochi概率统计方法的基础上探索一种适合于非常规船型船艏底部砰击压力的概率预报方法。该方法在时域中计算船舶在波浪中的运动响应,基于Msc.Dytran计算砰击压力系数,在此基础上采用蒙特卡罗法对砰击压力的概率特性进行预报。分析了砰击时的船波相对速度和波面倾角对压力系数的影响。研究结果表明,船舶在静水和波浪中的砰击压力特性有很大差异,在波峰与波谷处发生砰击时产生的砰击压力大于在波面其它位置产生的压力值,相对速度对砰击压力系数的影响在波面不同位置呈现出不同的特点。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均NS方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真。从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据。计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大。在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差。     

船用油水分离器环保性能改进技术

鉴于目前船用油水分离器使用状况监控困难的现状,创新提出了流量鉴定法、浓度鉴定法、运行时间鉴定法、视频鉴定法的监控措施,以防止船上工作人员偷排污油水而污染海洋行为的产生。针对船用油水分离器的分离性能不佳的问题,提出了加强污油水的前期处理,把船用油水分离器系统供水泵由恒量泵改为变量泵、船用油水分离器和船用焚烧炉科学联合使用的技术方案。这些技术方案和措施提高了船用油水分离器环保性能,对海洋环境保护具有积极意义。     

多相流量计的原理及发展

多相流量计是对油、气、水三相在不分离情况下进行连续、在线、自动计量的设备,它是应用在海洋工程中的一项新技术。文中介绍了多相流量计的测量原理、发展过程及与传统流量计的对比。     

锂离子电池隔膜材料的研究进展

本文就当前锂离子电池研究中的热点问题--隔膜材料,综述了其主要作用及性能、国内外研究与发展现状.重点探讨了隔膜的制备方法,对干法和湿法的原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别进行了详细的阐述,同时简单介绍了隔膜的改性研究现状和新型电池隔膜的发展,最后对电池隔膜的未来发展前景做出了预测.     

平台分离器常用控制方案选择

概述平台分离器的压力和液位控制方案,并根据具体项目给出实例。在前期设计中,须进行仔细分析,保证流程的设计能满足产品质量和流程稳定性的要求,这对于促进项目的成功具有重要的意义。压力、液位是工艺控制的基础。整个流程是建立在单个设备工艺参数控制的基础之上的。通过整合各设备之间的流程关系,优化工艺流程,可以在很大程度上降低系统能耗,保证整个系统平稳运行。     

Westfalia OSD新型分油机UNITROL系统的详细分析

详细介绍Westfalia公司的OSD新型分油机的UNITROL系统,着重分析UNITROL 系统的工作过程及控制信号,并适时与阿法拉伐分油机进行比较,最后分析了UNITROL系统常见故障,并提出了解决方案.由此得出结论,配备UNITROL系统的Westfalia OSD新型分油机具有更高的自动化程度以及分离效率.     

舰用大型进气装置动力特性研究

进行舰用进气装置系统的动力特性分析可以解决结构在使用中遇到的振动导致变形过大等问题,并为结构优化设计起指导作用.从舰用进气装置动力特性的研究需要出发,论述了动力特性分析的理论基础,以某大型进气装置为对象,针对激励环境、固有特性及动力响应进行了试验研究.提出了适合于船载复杂结构的有限元分析技术,通过试验计算的对比分析,验证了分析方法的可行性和准确性,并指出了进气装置固有特性和动力敏感度的特征.     

船用增压锅炉烟气净化器实验系统及分析方法

通过对增压锅炉净化器净化机理和特性分析,构建了气固两相流动实验系统,选取树脂、EPS聚苯乙烯球、小米等3种固体颗粒作为实验材料,对某型船用增压锅炉烟气净化器样品和新研制产品在不同运行工况下的净化效率及阻力特性进行了系统的模拟实验研究,着重介绍其实验系统及分析方法。     

除铁器自检运行节能改进

本文对除铁器在运行过程中的能耗情况进行分析,根据运输系统的特点对除铁器的启停方式进行了优化和改进,详细介绍了除铁器节能方法及其实现。     

水下分离器管道应力分析

为了提高深水油气田的采收率,延长油气田的开发寿命,水下分离系统的研究已经成为热点,且在北海油气田项目中已经成功地应用。水下分离系统的核心是水下分离器,分离器的正常运行对于水下分离系统的安全性和可靠性具有十分重要的意义。水下分离器管道的应力分析不同于普通的平台工艺管道的分析。介绍了管道应力的基本知识,讨论了水下分离器管道应力分析的特点,校核规范的选取,以及与平台工艺管线分析方法的区别,并且应用CAESAR-Ⅱ管道应力分析软件,通过实例阐述水下分离器管道应力分析的方法和流程。     

海洋油气平台油气分离中控系统仿真开发

从海洋油气平台油气分离中控系统的控制逻辑出发，简化抽取油气分离系统主要部件的控制模型，采用分段线性函数近似处理原本复杂的流量函数和容积函数，降低模拟仿真难度。在Unity3D中实现海洋油气平台油气分离中控系统作业仿真，可为海洋油气平台研发提供必要支持。