转弯运动通气超空泡形态及流场结构数值研究

超空泡航行体机动过程中空泡形态的预测是目前该领域亟待研究的问题。文章在两流体多相流模型的框架内建立了用于求解通气超空泡流转弯机动的三维数值模型。通过求解RANS方程和SST(Shear Stress Transport)湍流方程,预测了圆盘空化器转弯机动条件下生成的通气空泡形态,并同Logvinovich独立膨胀原理的计算结果进行对比,验证了文中数值模型的有效性。在此基础上,分析了转弯半径对通气空泡的形态尺度的影响,对比研究了不同弗鲁德数条件下通气空泡的流场结构。     

斜流中船舶水动力及伴流场数值预报分析

船舶的斜航状态会造成船尾伴流场不均匀,使螺旋桨桨叶承受周期性的变化力,降低螺旋桨性能并导致空泡现象恶化和船舶振动.为预报斜航状态下船舶水动力及船尾伴流场,采用混合网格技术,利用RANS方法和VOF模型,考虑自由液面的影响对KCS船开展了直航和斜航状态下数值预报分析.首先对船舶直航状态进行数值分析,得到的结果与试验结果比较接近,进而对船体在斜航状态下进行了数值模拟.结果表明,漂角的存在会对船舶阻力产生较大影响,且对球首底部和船尾舭部压力分布影响较大,导致兴波阻力增大,船尾伴流场均匀性变差,对螺旋桨激振力不利.     

雷诺数对潜艇粘压阻力和尾部伴流场影响的数值计算研究

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟。将低雷诺数条件下的计算结果与试验结果进行比较,验证计算方法的可靠性;利用数值计算技术分析潜艇工程设计和试验中出现的问题,包括潜艇实艇阻力预报方法研究和雷诺数对潜艇尾部伴流场的影响研究。     

Numerical Study of the Transition Between Reentrant Jet and Twin Vortex Flow Regimes in Ventilated Cavitation

Contrary to natural cavitation, ventilated cavitation is controllable and is not harmful. It is particularly used to reduce the drag of the hydraulic vehicles. The ventilated cavitation is characterized by various gas regimes. The mechanisms of ventilated cavitation are investigated in the present work with CFD based on a 2D solver. The attention is especially focused on the transition between the reentrant jet and twin vortex regimes. The results confirm that the product of ventilated cavitation number and Froude number is lower than 1 (σ_cFr?<?1) in the twin vortex regime, while it is higher than 1 (σ_cFr?>?1) in the reentrant jet regime, as reported in the literature. Further analysis shows that ventilated cavitation is significantly influenced by the natural cavitation number.     

回转体绕流场数值计算分析

采用有限体积方法求解三维低速N—S方程，研究了三维回转对称体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组，采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优，以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法，采用面松弛迭代来实现方程的求解。湍流的计算采用了标准的双方程模型。给出了回转体的计算结果，与其它方法的计算结果的对比表明它们之间具有合理的一致性。     

水面舰船尾流电导率信号分布的实验测量与数值分析

舰船运动时其尾流显示出其运动轨迹，它是比舰船本身放大若干倍的目标。通过尾流的电导率特性来检测水面舰船尾流是一种新的有效手段，这是因为海水的电导率与海水的速度和盐度（或温度）有关。而尾流区与非尾流区之间存在速度差和盐度（或温度）差，利用电导率探头可获得对应于这些差别的综合信号。作者在试验水槽中构成了与海洋环境类似的盐度分层流场，水槽由10mm厚的有机玻璃板制成．其长、宽、深分别为700cm、45cm、57cm，杠水槽的两侧沿其纵向装有滑轨阻便坐标架运行。水槽中由双螺旋桨自航水面船模产生尾流，分别在盐度分层流场和非分层均匀流场中测量了尾流电导率信号的横向分布，并对盐度分层流场中水面舰船尾流的纵向速度分布进行了数值计算。试验结果表明：在盐度分层流场和非分层均匀流场中。水面舰船尾流的电导率信号沿其横向都近似呈高斯分布；尾流速度对其电导率信号的影响比盐度梯度的影响大得多，在本实验条件下前者比后者约大8倍；尾流的无量纲纵向速度亏损的数值计算结果，与尾流的相对电导率信号横向分布的实测结果具有很好的一致性，在尾流中心区域该数值计算结果与实测结果的相对误差约为12％。     

伴流补偿导管节能增效的CFD评估方法研究

该文以某艘82 000 t散货船为研究对象,探讨伴流补偿导管节能增效的CFD评估方法。通过研究发现,用船身效率的增额与船体阻力的增额之差来衡量伴流补偿导管的节能增效效果是可行的,并且该节能增效的CFD评估方法得到了试验结果的验证。     

高速排水型船舶艉浪数值计算

采用近、远域结合的方法,对高速排水型船舶在深水状态下的NPL单体船、双体船以及三体船的艉浪进行数值计算,计算与试验比较表明该方法是可行性的,初步探讨了深水条件下单体船艉浪的衰减规律。     

周期性结构声子晶体研究概况

声子晶体的研究是振动与噪声控制研究的新课题,文章重点介绍国内外声子晶体的研究现状,分析周期性结构声子晶体研究存在的问题,提出周期性结构声子晶体研究及其应用研究的未来发展方向。     

有限周期复合结构隔振系统的有限元分析

基于有限元法,研究有限周期复合结构的隔振性能。利用波动方程建立复合结构的数学模型,用有限元法对其离散,最后进行数值仿真。结果表明,有限周期复合结构的模态频率随着散射体密度的增加而减小,随着散射体直径的增大,隔振效果越好,并且有效隔振频率范围随散射体直径的增大而增大。     

尾附体与主体连接形式对尾流场不均匀度影响的PIV测试评估

本文依托CSSRC(中国船舶科学研究中心)中型拖曳水池环境下新建的大型PIV测试手段,对水下航行体五种细部变化的尾附体与主回转体连接形式的设计模型,进行了尾部区域流场定量测试分析。特别针对受到主要关注的推进器所在剖面的三向伴流场,借助流场不均匀度系数,给出了直观的定量评估。本文的工作表明,该大型PIV测试系统对细部流场结构的识别有着较大的潜力,研究结果对指导尾附体及推进器优化设计有重要参考价值。     

高桩码头桩后回淤对桩的影响数值分析

以某国际集装箱码头为例,利用ABAQUS有限元分析软件,采用Mohr-coulomb准则,建立了高桩码头与土相互作用的三维数值模型。分析在不同回淤深度下对桩基的影响情况。分析结果表明:高桩码头桩后回淤对结构产生不利影响。当回淤深度大于3 m时,在距离桩顶2 m位置处,桩基的拉应力最大值大于抗裂应力,结构出现裂缝。     

舰船基座上单层隔振装置能量流数值分析

对安装在柔性基础上的单层隔振装置建立了能量流计算方法,考虑了基础的柔性和激励源的不对称性,针对实船舰用泵组,建立了矩形薄板上安装四个减振器的隔振系统模型,并对主要设计参数进行了讨论。     

稀薄性对微通道气体流动换热特性影响数值分析磁

在微通道二维简化模型下,通过控制方程的无量纲化处理,对空气在滑移区稀薄性影响下的流动特性进行了研究与数值分析。研究结果表明,泊肃叶数（ Po数）在进口与出口处较大,沿程其他位置的 Po数为定值。随着克努森数（ K n数）的增加,稀薄性增强,壁面滑移变大,Po数减小。文中给出 Po数的一维理论表达式,发现该公式与实验值较吻合。最后,通过对比验证表明,平均努塞尔数（Nu数）随着 Kn数的增加而减小。     

基于主动力方式的圆柱壳结构振动功率流控制分析

研究基于主动力方式的圆柱壳结构输入振动功率流控制，分析了圆柱壳受激振动的响应，利用导纳函数求解结构响应。将构造结构总的输入功率流为二次型函数作为控制目标函数，利用哈密尔顿二次型最小值理论给出最优控制力前馈控制表达式。分析了几个重要参数对壳体结构振动功率流控制效果的影响。     

水下爆炸冲击波和气泡联合作用下结构响应数值分析

结构在水下爆炸作用下会产生严重的破坏,研究水下爆炸作用下结构的响应特征和规律,并为舰船抗冲击设计提供参考。首先验证了ABAQUS软件模拟结构受水下爆炸载荷作用弹塑性响应的有效性和准确性。然后应用ABAQUS软件计算不同工况水下爆炸载荷作用下结构的动态响应。从应变、应力等角度考察了水下爆炸载荷对结构动态响应的影响。计算结果表明气泡脉动压力是结构产生鞭状响应和整体破坏的主要因素。     

基于桥区水流数值模拟的桥墩对通航影响分析

建桥后桥墩会干扰桥区水流的流动,进而对桥区通航产生不利影响。为了保证桥区通航安全,有必要了解建桥前后桥区水流的变化情况。数值模拟方法是桥梁设计阶段分析建桥前后桥区水流变化及其对通航影响的一种有效方法。以长江河口地区为例,通过桥区水流数值模拟分析建桥对通航的影响。首先建立了长江河口段的江阴至青龙港(北支)、杨林(南支)河段的二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证;随后以苏通大桥为例建立桥墩模型进行数值模拟,从建桥前后流速和流向的变化两方面分析了建桥对通航的影响,并计算了通航影响宽度。算例结果表明所采用的数值模拟方法及其软件具有工程实用性,可用于分析建桥对通航的影响。     

一维激波结构的数值分析

建立了一维激波结构模型,对Burnett方程进行简化得到STNM方程,通过在均匀网格上采用二阶空间差分对无量纲化后的STNM方程进行数值计算,得到了激波内部参数变化剖面。以氩气为研究对象对一维激波结构进行数值分析计算。结果表明随着马赫数增大,omage数对于激波结构的影响增大,在相同omage数条件下,马赫数变化对激波内部参数变化的影响显著。     

三峡枢纽泄洪坝区水流结构分析

通过水工模型试验研究了三峡枢纽不同运行时期的坝区水流结构变化特点。研究表明,坝区水流结构与河势演变后形成的河床形态基本相对应。当水库运行50+4a后,在口门区及连接段一带弯道水流特点明显,并出现主流摆动的现象。     

基于CFD和伴流场优化的肥大型船球鼻艏数值选型研究

在某肥大型船母型船的基础上设计了几种球鼻艏外形方案,基于CFD技术预报了母性船桨盘面处的伴流分布,通过与试验结果的对比分析,检验了数值预报方法的适用性,在此基础上采用该方法预报了不同球鼻艏方案的桨盘面处的轴向伴流,并使用WOF方法来衡量不同球鼻艏方案对应的轴向伴流均匀情况,通过对比分析得到一种伴流分布相对较好的球鼻艏方案.