取气位置对舰船甲板升温效果影响的实验研究

针对当前舰船甲板除冰技术普遍存在着费时、费力和危险性大等问题,提出基于舰船周围气流牵引式循环的甲板升温技术,研究取气位置对甲板平台区域升温效果的影响。对取气位置离甲板表面1、8和15 cm处进行升温效果的对比实验,结果表明:在水面与甲板表面的初始温差相同(5.5～5.6℃)的情况下,取气位置会明显影响甲板平台区域的升温效果;取气位置离甲板表面越远,甲板平台区域的升温幅度就越大,其升温效果也就越好。     

牵引气体流量对舰船甲板升温效果影响实验

舰船甲板平台区域的气流牵引式循环升温新技术是为解决其防冻和除冰等相关问题研究的。本文利用专用的原理性验证模拟实验装置,初步研究了牵引气体流量对舰船甲板平台区域升温效果的影响。对牵引气体流量为0.5,1.5和3 L/min进行升温效果的对比实验。结果表明:在水面与甲板表面的初始温差相同(同为5.9～6.0℃)情况下,牵引气体流量会明显影响甲板平台区域的升温效果;牵引气体流量越多,甲板平台区域的升温幅度就越大,其升温效果也就越好,如牵引气体流量为3 L/min时甲板表面升温幅度约为1.7℃,而牵引气体流量为0.5 L/min时其升温的总幅度仅为0.5℃左右。所得结论可为这一新技术的深入研究提供必要的理论和实验基础。     

环境温度对船舶甲板升温效果影响的实验研究

鉴于目前船舶甲板除冰技术普遍存在着效率低、成本高而且危险性大等问题,提出了基于船舶周围气流牵引式循环的甲板升温技术思想。利用专用的原理性验证模拟实验装置,初步研究了环境温度对船舶甲板升温效果的影响。对环境温度为10.1℃～10.3℃、13.3℃～13.5℃和16.2℃～16.4℃进行了升温效果的对比实验,结果表明在水面与甲板表面的初始温差同为6.5℃～6.7℃情况下,环境温度会明显影响甲板的升温效果。环境温度越高,甲板的升温幅度就越大,其升温效果也就越好,如环境温度为16.2℃～16.4℃时甲板表面升温幅度约为1.95℃,而环境温度为10.1℃～10.3℃时其升温的总幅度仅约为1.2℃。所得结论可为这一新技术的深入研究提供必要的理论基础和实验依据。     

舰船甲板变形的理论研究

为了研究舰船甲板的变形,对其结构进行了简化,建立了舰船甲板受力的数学模型。分别在横向载荷、总纵弯矩及二者共同作用等3种情形下,对舰船甲板的变形特性进行了计算。计算结果表明,舰船甲板受力变形为mm级;在横向载荷作用下,舰首甲板变形最大;在总纵弯矩作用下,甲板的0.6~0.75间部位变形最大。     

甲板风对舰船空气尾流影响的数值研究

利用CFD仿真方法对不同甲板风风速和风向角条件下的SFS2、LHA-1及CVN-73空气尾流场进行数值模拟。研究表明,舰船空气尾流场随甲板风风速的变化符合雷诺数独立性原则,这一规律表明,对于感兴趣的风向角,只需要计算一个风速即可,因此可有效减少舰船空气尾流场研究中的工作量。但是,随着风向角的变化,舰船空气尾流场会发生剧烈改变,对于感兴趣的风向角工况必须逐一进行计算。对比分析结果显示,算例中0°~15°的风向角范围是适合舰载直升机起降操作的较理想风向角。研究结果明确了甲板风对舰船空气尾流场特性的影响,可为后续舰船空气尾流场的研究提供参考,为直升机安全操作包线的制定和固定翼飞机的安全着舰提供理论依据。     

舰船甲板结构的极限强度研究与结构优化

舰船甲板结构的强度具有非常重要的意义,是舰船安全运行的重要保障。为了提高舰船甲板在极端条件下(如导弹攻击、重物载荷等)的强度,本文首先对甲板结构强度理论进行了详细介绍,然后对舰船甲板进行了合理的简化和动力学模型建立,最后基于有限元分析软件Ansys平台进行了舰船甲板的建模、网格划分、极限强度下的载荷仿真等内容,对提高舰船甲板的安全性能有重要的意义。     

上层建筑结构对甲板流场影响的数值研究

对具有全通式甲板与边岛式上层建筑的船体进行数值模拟,结合直升机起降限制条件,研究不同风向下4种上层建筑结构船体对应的甲板流场结构,重点分析上层建筑结构对下冲气流和湍动能分布的影响。研究表明,上层建筑结构形式变化使建筑尾流区改变,从而影响其后的下冲气流范围;同时其对甲板流场影响与风向有关,舷向来风使绕流区增加,下冲气流范围增加,但0°和左舷风向时,上层建筑引起的"建筑下冲气流"对甲板流场几乎没有影响。采用湍动能对流场进行分析便于定量衡量,λ=0.21的I型建筑结构对应的甲板流场质量较好。     

大型舰船斜角甲板布置影响因素的主成分分析

归纳6种影响大型舰船斜角甲板布置的特征属性,采用主成分分析法,对不同特征属性进行整合,获得影响斜角甲板布置的特征属性主成分。在此基础上对6种特征属性的重要性进行排序,明确指出对斜角甲板布置影响最大的因素是上层建筑位置,便于设计人员更好把握主要设计影响因素。     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

烟囱热排烟对舰船甲板风下洗影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究迎面来风条件下、烟囱热排烟对舰船甲板风下洗气流的影响,得到舰船飞行甲板上空下洗与航向、横向速度随时间的变化。较无热烟气排出,热排烟使飞行甲板上方的下洗速度时均值减小,其脉动幅度增加;飞行甲板上距离机库门相同的位置上,越靠近首尾对称面,热排烟对下洗速度的影响越大;越靠近舰尾区域,热排烟对飞行甲板风下洗速度的影响越小。     

基于激光雷达相干探测技术的实验研究

基于激光雷达相干探测技术建立了探测转动目标（如舰载直升机）的数学模型,展开了应用激光相干技术探测运动目标的实验研究,并实现了目标运动特征的提取。实验对目标仅做转动运动和转动加平动的复合运动两种情况进行了实验对比,然后对目标的转动结构部分（如舰载直升机的旋转叶片）的不同运动状态进行了实验研究,采用时频分析方法提取出目标运动特征,成功估计出了运动参数,为目标识别和运动特征的探测提供了重要的信息。     

排烟条件下舱室烟气溢流的数值模拟研究

对排烟条件下不同火源功率及排烟速率下舱室竖向开口处的烟气流动进行数值模拟,发现中性面高度随着排烟量的增大而不断上移,烟气溢流量相应减小;随着火源功率的增大,中性面高度下移,溢流量增大.     

不同骨料高强混凝土自收缩试验研究

以2种细骨料（机制砂、天然砂）与2种粗骨料（石灰岩碎石、花岗岩碎石）分别组合配制4组高强混凝土为研究对象,进行混凝土自收缩性能对比试验研究。分析细骨料和粗骨料对高强混凝土自收缩性能的影响规律,并提出自收缩变形的预测计算公式。     

不同隔振措施隔振效果的试验研究

空沟、碎石填充沟和排桩是三种常用的轨道交通隔振措施。为了研究三种隔振措施的隔振效果,通过大比例尺试验,采用加速度作为振动的评价指标,分别研究空沟、碎石填充沟和排桩的隔振效果。通过比较三种隔振措施与无隔振措施下影响区的加速度衰减率评价其隔振效果,同时通过三种隔振措施下距离空沟不同距离的加速度比较三种隔振措施隔振效果,研究成果对高铁隔振措施及方案的选取提供了依据。     

桩承台不同入水深度对局部冲刷影响的试验研究

桩承台桥墩基础在桥梁建设中应用较多,结构形式目前得到新拓展。上部承台在水中不同位置对局部冲刷的影响程度是确定承台高程时的主要参考依据。采用大型宽水槽,对大型梅花形桩群和规则桩群桩承台不同入水深度引起的局部冲刷进行试验研究,分析桩承台的冲刷特征,得到了导致底部床面发生最大、最小冲深时水中的承台位置。     

不同位置裂纹间的互相作用及其影响规律的有限元分析

基于有限元软件France-2D,利用J积分对含有多个裂纹的板进行应力强度因子计算。通过定义基础裂纹、干扰裂纹以及干扰参数,给出了随干扰参数改变,干扰裂纹对基础裂纹应力强度因子的影响曲线,并分析了它们的规律,其结果可为工程应用参考。     

内河LNG燃料船透气管出口高度评估研究

为合理制定内河液化天然气(LNG)燃料船透气管出口高度标准,在保证船舶安全前提下,解决通航桥梁限制问题,本文基于单一故障原则和风险评估方法,对内河典型LNG燃料船透气管出口高度进行了评估。根据假定船型的布置特点和航行条件,结合出口高度和型式,选定了24种天然气释放场景,利用理想气态方程计算了天然气的释放速率和持续时间,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS进行天然气扩散波及范围模拟分析。结合天然气扩散接受准则,给出了制定透气管出口高度标准的最小值,对中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》合理性进行了验证。针对内河LNG燃料船的航行特点,推荐一种新型透气管出口布置型式。     

不同冷凝风量对冷藏集装箱运行特性影响的试验研究

采用试验的方法,在相同的外界环境温度和湿度条件下,模拟最常见的两种引起冷藏集装箱冷凝风机风量下降的因素。试验结果表明,风机性能下降及垛距过小会减少冷凝风机的冷凝风量,从而增加系统制冷时间和功耗;为了保证有效通风,垛距至少要达到1 m才能保证冷凝风机有效工作。