船舶前缘引流减阻及流场特性数值模拟

为了减少船舶的粘性阻力,针对一条中低速船舶在其前缘开孔引流探索减阻效果。不计自由液面的影响,采用有限体积法和SIMPLEC算法,湍流模型为SSTk-ω两方程模型,压力采用标准格式,动量方程、湍动能方程和湍流耗散比率方程均采用二阶迎风格式,耦合求解Navier-Stokes方程和连续性方程,分析前缘引流对船体周围流场的影响及减阻效果。计算结果与原型船模的对比性分析显示:船艏压力系数明显降低,尾部压力系数有变化,船体壁面切应力略有降低,引流后总减阻率达到2%以上。     

船舶前缘阻力场的数值模拟分析

通过减轻船舶前缘阻力来提高船舶运输效率是提升水上运输竞争力的一种方式。本文分别对原始船模、底部断阶模型、引流后底部断阶模型、无断阶模型进行实验计算分析,研究在不同的几何参数下,前缘柱体新通道对船面产生的压力分布方式、切应力布局方式以及对阻力大小的影响,通过仿真实验研究确定最佳减阻参数。     

断阶构型对超高速气动增升船减阻效果的影响

为充分了解超高速气动增升船的断阶构型参数对其减阻作用的影响，基于计算流体动力学（CFD）软件分析不同断阶纵向位置和断阶高度下的船体阻力、纵倾和升沉。计算结果表明：在一定范围内将断阶后置，可减小船舶的航行阻力，但船体纵倾会增大；断阶高度对船体运动阻力的影响，在低速段与高速段表现出截然相反的相关性关系，系列阻力曲线约在船宽弗汝德数FrB=4.0的航速下交会，在此之后，阻力随着断阶高度的增大而迅速减小，而低速阻力随断阶高度的增大而增大。     

船模阻力试验测量系统在适航水深试验研究中的应用

利用适航水深技术首先要确定适航淤泥重度值,主要通过流变试验和船舶试验来确定。在目前尚无实船试验条件的前提下,应用船模阻力试验测量系统测定船模阻力与淤泥重度的关系是一种较为直观的方法。船模阻力试验测量系统由计算机控制船模以不同速度在试验泥样中航行,通过拉压力传感器及多功能数据采集卡采集阻力数据,船模阻力数据可以通过船模阻力换算公式换算为阻力值;系统配有泥样搅拌装置,可将泥样搅拌均匀。通过参数标定,系统的速度控制误差及阻力测量误差均小于1%。通过试验实例说明,船模阻力试验测量系统可以为合理确定适航重度提供可靠依据。     

拖曳水池标模阻力复合航次试验不确定度分析

参考国际拖曳水池会议(ITTC)推荐的规程,对船模拖曳水池的阻力试验进行不确定度分析。根据船模阻力试验的流程,确定试验过程中的误差源;根据不确定度的传递方程,确定误差源对试验结果的影响;基于一艘船模标准模型进行带舵的复合航次重复试验,并根据试验误差源分析得到试验结果的不确定度。在此基础上,提出降低试验不确定度的方法。分析结果表明,在95%置信水平下(k=2),总阻力及其主要水动力系数的不确定度均小于1%,试验结果可作为标模基准校验使用。     

离散格式和网格数量对过渡型艇粘性阻力的影响

采用对比性数值分析方法研究高速气泡船减阻效果，针对某优良过渡型艇，为喷气需要预先进行断阶，不计自由面影响，采用有限体积法和SIMPLE算法，湍流模型为k-ε两方程，耦合求解N-S方程和连续性方程，数值分析不同离散格式、不同网格数量对艇体在不喷气状态下遭受的特性阻力影响。计算结果显示：二阶迎风格式比一阶迎风格式数值结果与试验结果符合较好；网格数量达到95万，计算结果与试验结果符合较好。     

7万吨级成品油船线型优化设计

介绍了当前国内外市场需求量较大的船舶品种之一--7万吨成品油船的船体线型优化设计,共进行了两次优化设计（艏部改型和艉部改型）,派生出三个不同的船型方案,其中包括两个不同的球艏和两个艉线型方案.船模试验结果表明：在设计航速处,改型方案2较方案1（原型）的兴波阻力下降21%,在较大的航速范围内其有效功率下降4.5%～1.9%,推进效率提高2.5%;而改型方案3则较方案1（原型）的兴波阻力下降30%,其有效功率下降5.7%～3.1%,推进效率提高2.6%.将其与现有同类船型的性能进行了比较,证明该船的最终船型方案是优秀的,改型是成功的.同时,本文也结合近代大方形系数船舶的船型特点,就艏艉线型变化对船舶阻力及推进性能的影响（特别是对船舶快速性能影响较大的横剖面形状、浮心位置、设计水线以及球艏形状）也进行了较为详尽的分析,提供了某些较佳尺度及参数范围以供设计人员参考.     

全回转拖轮的阻力性能分析

论述全回转拖轮的阻力性能特点,通过船模试验结果验证全回转拖轮在自航状态时兴波阻力是总阻力中的主要成分,结合有关实船论述船舶主尺度、船型系数及线型对阻力性能的影响,阐明如何设计和建造阻力性能好的全回转拖轮。     

大排水量长度系数中高速船阻力计算方法

船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而静水阻力预报则是其水动力性能预报的重要内容。针对某大排水量长度系数中高速船,在运用传统的阻力近似估算方法、船舶计算流体动力学(CFD)技术进行计算模拟的基础上,进行船模试验,并将其总阻力和有效功率计算结果与船模试验结果进行比较分析,从而说明适合大排水量长度系数中高速船的阻力计算方法。     

B/T参数对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响

为了解决双桨大长宽比超肥大船型有效功率的定量预报,作者在母型优化的基础上,将影响船舶阻力性能的重要参数B/T在优秀母型船B/T参数附近作小范围变化,进行了B/T系列船模试验,探讨B/T参数变化对该船型阻力性能的影响.通过三条船模,每一条船模3个不同排水量的系列船模静水阻力试验,给出了船型参数B/T=2.8～3.8常用范围的双桨大长宽比超肥大船型剩余阻力系数图谱和剩余阻力修正系数图谱,供设计部门使用.     

基于扭转弹性波理论的船舶柴油机推进轴系扭振研究

本文建立了连续轴模型中沿轴向传播的扭振弹性波的波动方程组,结合方程组的初始条件和边界条件及波动方程解的行波表达式,导出了各轴段扭转弹性波传播的解析表达式,利用数值迭代方法可求解;利用弹性波分析理论对船舶柴油机推进轴系的连续模型进行了扭振响应计算的研究,在激励力上可同时计及各谐次的综合作用,可精确计算共振及非共振工况的强迫振动响应,使计算过程与扭振实测分析过程完全对应.研究中,对某船舶柴油机推进轴系的扭转振动振形和轴系扭振响应进行了计算,获得了较好的效果.     

基于计算流体力学和人工神经网络对断阶式滑行艇的水动力性能预测（英文）

In the present paper, the hydrodynamic performance of stepped planing craft is investigated by computational fluid dynamics(CFD) analysis. For this purpose, the hydrodynamic resistances of without step, one-step, and two-step hulls of Cougar planing craft are evaluated under different distances of the second step and LCG from aft, weight loadings, and Froude numbers(Fr). Our CFD results are appropriately validated against our conducted experimental test in National Iranians Marine Laboratory(NIMALA), Tehran, Iran. Then, the hydrodynamic resistance of intended planing crafts under various geometrical and physical conditions is predicted using artificial neural networks(ANNs). CFD analysis shows two different trends in the growth rate of resistance to weight ratio. So that, using steps for planing craft increases the resistance to weight ratio at lower Fr and decreases it at higher Fr. Additionally, by the increase of the distance between two steps, the resistance to weight ratio is decreased and the porpoising phenomenon is delayed. Furthermore, we obtained the maximum mean square error of ANNs output in the prediction of resistance to weight ratio equal to 0.0027. Finally, the predictive equation is suggested for the resistance to weight ratio of stepped planing craft according to weights and bias of designed ANNs.     

深V型双断级滑行艇水动力特性的初步数值研究

本文利用模型试验和数值手段对比研究了深V型双断级滑行艇和无断级滑行艇的静水阻力特性,试验结果表明,双断级滑行艇在起滑之后的高速航行阻力及纵向运动稳定性上较无断级模型存在明显优势,在容积弗劳德数为5.21的航速下总阻力降低了19.2%。利用CFD软件CFX能够较好地捕捉到两模型之间的差异,计算结果表明,各断级之后的空穴均随着航速的提升而不断扩张,断级模型总体浸湿面积较无断级模型最大降低了33.4%,并且双断级使得艇底水动高压分布趋于均匀,有利于改善纵向运动稳定性。     

战术数据链消息通用表示方法研究

文章对典型战术数据链采用的消息格式以及消息组成等方面进行探讨,分析并结合战术数据链消息格式的特点,提出一种通用的数据链消息表示方法,为实现数据链消息的通用处理提供支撑。     

基于面元法的吊舱推进器定常性能研究

基于势流理论面元法建立了吊舱推进器定常性能的计算方法.分别建立螺旋桨和吊舱的积分方程,通过在表面上布置双曲面元将方程离散为以面元上偶极强度为未知量的矩阵.螺旋桨和吊舱之间的相互影响通过迭代计算来处理.Newton-Raphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件.为避免数值求导中的奇异性,用柳泽(Yanagizawa)方法求得物体表面的速度分布.支架作为升力体处理,并通过迭代计算更新支架的尾涡形状.计算了拖式吊舱推进器的定常水动力性能,与实验结果的比较表明,计算误差在5%以内.分析了舱体对螺旋桨的影响,舱体的伴流会引起螺旋桨的载荷增大.     

对改装船舶价值评估方法的探讨

针对当前出现的改装船舶价值评估的实际,根据资产评估的一般理论和方法,提出了改装船价值评估的新方法--分段评估法和假想船型法.     

横向补给系统高架索的参激振动研究

考虑了集中质量、轴向运动等因素对系统动力学行为的影响,建立了海上横向补给系统高架索的面内振动的连续模型。利用Galerkin方法对高架索偏微分模型进行模态离散,得到了1、2阶模态耦合的高架索系统的标准的动力学控制方程,利用多尺度方法对动力学方程进行渐近分析。对系统存在的两类参数激励共振进行了数值分析,得到了系统时间历程曲线、相图以及频谱图,研究结果表明高架索横向振动存在混沌等复杂的动力学特性。     

A new look at the external pressure capacity of sandwich pipes

Sandwich Pipes (SPs) have been developed to overcome the required flow assurance and pressure capacity issues in deep and ultra-deep waters. This research aims at studying the influence of certain structural parameters on the pressure capacity (also referred to as the plastic buckling pressure) of Sandwich pipelines. The use of high grade steel pipes, as the internal or external pipes, has also been considered as one of the design parameters in this study. Moreover, a comprehensive parametric study, considering a practical range of the parameters that influence the response of SPs (and considering 3840 SP configurations) was conducted. The results from this large array of pipes were used to formulate a practical equation, capable of estimating the plastic buckling pressure of SPs. The accuracy of the proposed equation was evaluated by comparing the results with the experimental and numerical results available in the literature. The comparative results demonstrated that the proposed equation could predict the buckling capacity of such pipes with a reasonable accuracy. Furthermore, the proposed equation was used, along with a general optimization procedure, to establish the most optimum and cost-effective combination of structural parameters for SPs suitable for use in various water depths.     

一种基于IFC的地形模型共享方法

建筑信息模型实现信息数据共享的方式主要包括:使用专用中间文件格式和使用公共数据模型格式等。针对专用中间文件格式DXF在传递模型属性信息时存在信息丢失的情况,基于IFC实现地形模型跨平台共享,且保留了模型属性信息的完整性。结果表明,IFC作为一种开放的建筑产品数据交换和表达的国际标准,为BIM应用系统之间模型信息数据的共享提供了一种思路。研究成果对于测绘单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。