基于MRF方法和滑移网格的螺旋桨水动力性能研究

本文基于计算流体力学(CFD)方法,对多重参考系模型(MRF)及滑移网格模型(SM)在计算螺旋桨水动力性能时的差异进行了探讨。将以上两种模型应用到4381螺旋桨的水动力性能计算中,首先将计算得到的推力系数及转矩系数与试验数据进行了对比,考察了两种计算模型对螺旋桨的敞水性能的预测情况,并进一步对两种模型计算得到的螺旋桨盘面的速度场、桨叶的压力分布、桨后涡量云图等进行了对比分析。计算结果表明,滑移网格模型相较于多重参考系模型,对螺旋桨的推力系数的模拟结果误差更小,扭矩系数方面,两种模型的模拟结果相差不大；对于进速系数较大时,两种模型模拟得到的压力分布及速度分布较为相似,但对于高负荷情况,滑移网格模型可以更好地捕捉桨叶的压力分布及桨盘面处的速度分布情况；进速系数较小时,多重参考系模型可以模拟出涡结构的发散现象,而滑移网格模型可以更好的在高进速系数情况下捕捉到梢涡结构。     

Mixed analysis of shell and solid elements using the overlaying mesh method

 This article presents a mixed method of analyzing shell elements and solid elements using the overlaying mesh method. In the structural design of a ship's hull, the shell elements are used for the global model. However, the solid elements are necessary to analyze the stress concentration zones or the vicinity of a crack. In such cases, the models are analyzed using zooming analysis, in which the results of a global model analysis are transferred to a local model analysis by imposing boundary conditions. This method is more advantageous than zooming analysis in terms of the accuracy of the solution and the modeling flexibility. Some examples of a plate model with a cracked surface or with a projection are shown in order to demonstrate the effectiveness of the method. Received: August 6, 2002 / Accepted: November 25, 2002 Address correspondence to: S. Nakasumi (sumi@nasl.t.u-tokyo.ac.jp) Updated from the Japanese original, which won the 2002 SNAJ prize (J Soc Nav Archit Jpn 2001;189:219–224; and 190:655–662)     

基于无线Mesh网络技术的列车宽带接入原型系统设计

随着高速铁路、公路交通的发展,信息网络的移动接入技术需要得到相应的改善和提高。根据公共移动通信网和铁路专用移动通信网的发展现状,目前有多种列车移动接入技术。通过方案比较,本文原型系统采用了基于无线Mesh网络技术的无线宽带接入技术。当前,无线Mesh网络可遵循的标准有IEEE802.11s草案,该草案对无线Mesh网络的功能、接口及网络协议栈进行了全面的定义。本文根据IEEE802.11s草案,在Linux操作系统下定义了Mesh协议栈框架,并在此基础上设计实现了针对列车的车地宽带接入带状应用场景的无线Mesh网络原型系统,并就搭建的实际网络场景进行了性能测试。实验结果表明,所设计的原型系统基本达到了列车车地宽带接入应用的要求。     

薄壁杆件六面体网格剖分的组装法

针对箱梁等薄壁杆件的六面体网格自动生成问题,提出以下算法:在内外壳表面上,根据其拓扑关系和几何位置,采用映射和插值的方法布设节点;根据各个壳节点三维位置和拓扑关系对其进行编号;采用动态规划的方法,根据壳之间的拓扑几何关系组装内外壳,统一节点编号,生成单元。应用以该方法编制的相应计算软件对一座三跨连续箱形梁桥进行网格剖分。结果表明:该算法简单,效率高,生成的单元质量好。     

导管式推进器非定常性能数值计算方法研究

基于滑移网格方法，采用SST k-ω湍流模型研究不同网格划分方式对带前置定子导管式推进器非定常性能的研究。首先基于相对参考坐标系法及滑移网格方法分别对推进器在定常与非定常下的性能进行数值预报，并与试验结果相比验证计算方法的可靠性。基于该方法研究整体网格划分方式与周期性网格对推力系数、扭矩系数与推进器各个方向上的非定常脉动力的影响。研究结果为进一步研究推进器非定常性能提供了参考。     

深水张力腿平台非线性涡激特性及水动力性能研究

平台涡激运动易导致立管及系泊系统疲劳损伤,危害其安全稳定性。该文引入雷诺平均法求解NS方程结合DES湍流模型对不同流速下深水张力腿平台三维涡激运动及流场特性进行了数值研究。采用GAMBIT软件建立计算网格,将求解动力学控制方程的代码嵌入UDF求解器中,采用动网格技术实现流场更新并求得作用于平台立柱和浮箱上的瞬时升力和拖曳力。采用最大值统计法和均方根统计法进行数据统计。研究发现:张力腿平台涡激运动流向振幅的大小随着约化速度的增大而增大,但在小范围内波动;横向振幅曲线最大值出现在0°来流、约化速度U~*=8.0处,大小为0.38D;三种来流工况流向平衡位置随无因次速度的增大而增大,但增长速度有所区别,22.5°和45°下流向平衡位置的增加速度要明显大于0°来流;22.5°来流升力系数谱能量较为分散,立柱及浮箱之间的干扰具有强非线性效应;最后对张力腿平台表面压力系数分布及涡量等值面特性进行了分析和探讨。     

Numerical Investigations on the Aerodynamic Performance of Wind Turbine：Downwind Versus Upwind Configuration

Although the upwind configuration is more popular in the field of wind energy, the downwind one is a promising type for the offshore wind energy due to its special advantages. Different configurations ...     

基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究

针对基于相对运动的"排水法",无法全面、准确地反映潜艇热尾流浮升扩散规律,建立基于动网格技术的潜艇水下航行的二维计算模型,利用流体计算软件Fluent对潜艇排放过程中的流动-传热过程进行数值模拟。采用网格重构和网格光顺方法结合Profile运动边界驱动机制实现网格区域运动,确保模型符合实际运动规律。研究动网格技术和"排水法"热尾流最大浮升高度沿流向分布情况,最大浮升高度和中心温度随时间的变化规律。研究结果表明:动网格技术对于潜艇航行过程中的热尾流浮升过程有较高的计算精度;模拟结果捕捉到了浮升过程中流动和传热的瞬时变化,揭示了热尾流浮升扩散的规律。研究结果进一步为潜艇红外特征研究提供了理论支持和方法思路。     

格宾网箱挡土墙在广西高速公路的应用

挡土墙是公路建设中经常出现的一种构造物,与一般挡土墙相比,格宾网箱挡土墙属柔性结构,具有生态好、景观好、与环境协调、对基础要求低等优点,文章通过广西全州兴安高速公路的设计实例,介绍这种新型构造物。     

汽车外部流场仿真的复杂网格系统生成

生成高质量的流场计算网格，对于提高汽车外部流场仿真的效率和精度具有重要意义，是汽车外部流场仿真计算的主要难点之一，针对汽车外部流场仿真求解域大，汽车几何形状复杂的特点，根据汽车外部流场结构和求解要求，将整个求解域分区，分别生成结构/非结构网格系统。在汽车壁面采用半结构化网格，沿壁面法线方向进行加密，以满足汽车壁面粘性边界层计算要求。