近水面航行二维水翼的水动力特性研究

利用有限体积方法和RNG k-ε湍流模型直接求解RANS方程计算近水面航行二维水翼(NACA 0012)的水动力特性,自由水面采用流体体积方法(VOF)描述,与试验结果的比较表明,本文的计算模型是合理的,结论是正确的,通过计算给出了不同浸深、攻角和傅氏数的升力系数、阻力系数等曲线。     

水翼增升穿浪双体船的开发研究

本文介绍了作者在对穿浪型双体船型线参数的船模试验研究的基础上，通过在两个片体间引入一个和二个增升水翼，对一些主要的船模参数进行了系列优化试验，由此获得的水翼增升穿浪双体船显示了其优越的水动力性能。该船型可应用于遮蔽和沿海海域或作为海峡高速渡轮。     

波浪中近水面航行时潜艇波频运动响应的理论预报与验证

用Frank源分布－紧密拟合法对一带鳍潜艇的剖面流体动力进行数值计算，然后通过STF方法妥该潜艇波浪中近水面航行时的波频运动响应。计算结果与中国船舶科学研究国心（CSSRC）耐波性水池首次进行的潜艇自航模近水面耐波性试验的结果进行了比较，相符程度令人满意。证实了本文方法和程序对潜艇近水面运动的波频响应进行预报可获满意的结果，具有实用性。也表明了在耐波性水池中对水客性良好的潜艇自航模，采用自动操舵系统控制浸深和航向，进行近水面耐波性试验是成功的。     

近自由面三维水翼的水动力分析及试验研究

采用面元法对近自由面三维水翼进行势流数值分析并进行了相关试验研究。在数值计算中,将Rankine源和偶极子置于边界面上,用时间步进法模拟水翼的势流场和自由表面波形。在自由面采用非线性自由面边界条件,在尾涡面上采用偶极子布置以满足Kutta条件。文中给出了数值计算模型的参数,对于不同浸深、不同航速和不同攻角下的水翼,计算了水翼表面上的压力分布,水翼的阻力和升力及自由表面波形。数值计算结果与试验结果进行了对比。结果表明,文中方法可用于水翼优化设计、近自由面振动翼运动及水翼船兴波等问题的研究。     

水翼艇的静稳性

本文所研究的是水翼艇稳定性理论的第一部分,即静稳性部分。本文企图在水翼艇静稳性理论方面给予一些能资实用的结果,其中有些公式尚待试验资料证实。鉴于目前所采用的水翼型式主要有V型翼和全沉式翼二种类型,故本文只就这二种类型进行探讨,并设水翼系一前一后装置的,水翼的负荷由设计给定,翼型的性能及其随沉深的变化也为已知(即已知升力系数斜率比随沉深比的变化曲线)。     

潜艇近海底与近水面绕流数值模拟研究

采用求解RANS方程的方法,结合RNG k-ε湍流模型,对于某潜艇模型近海底和近水面绕流进行了数值模拟.计算了不同海底深度下潜艇模型的阻力、垂向力和俯仰力矩,也计算了同一海底深度下潜艇阻力随傅氏数的变化,研究表明当海底深度超过二分之一艇长时,海底对阻力的影响可忽略不计.自由液面捕捉采用VOF(Volume of Fluid)方法.计算了不同浸深下潜艇模型的阻力和自由液面波型,同时又研究了同一浸深下阻力和波型随傅氏数的变化趋势.研究表明,当浸深超过三分之一艇长时,自由液面波高迅速减小,自由液面对阻力的影响可忽略不计.计算结果与试验结果吻合较好.     

科技期刊文摘

1）尾部斜升角对高速穿浪双体船的性能影响．马骏，邓爱民．船海工程，2005（3）：4～6．探讨片体尾部横向斜升角的变化对高速穿浪双体船的阻力与通航性的影响，通过对阻力与i适航性的船模试验结果分析，总结高速穿浪双体船的片体尾部斜升角的选择思路。     

基于VOF方法的细线列阵稳定器近水面阻力计算

应用流体体积法（Volume of Fluid,VOF）模型跟踪稳定器近水面拖动时的自由液面的变化,利用计算流体动力学软件FLUENT对线列阵稳定器近水面的阻力性能进行数值模拟,分析研究了近水面兴波对其阻力性能的影响。分别计算了在不同水深的静水和有波浪载荷工况下近水面拖动时不同种类的线列阵稳定器的阻力大小,并将数值模拟的结果与水池实验结果进行对比。结果表明,稳定器在近水面无波和有波情况下的阻力大小均比深水域静水的阻力要大,而且在有波情况与相对浸深为0.3时的阻力性能基本相等。     

未来综合电力系统

在过去的四年中，先进的水面舰艇机械项目（ＳＥＡ０３Ｒ２）一直在开发综合电力系统（ＩＰＳ），以减少舰船的采办费用和寿命周期费用，并能满足舰船的所有性能要求。ＩＰＳ为各种水面战斗舰艇、航空母航、两栖舰艇、辅助舰船、海上运输船和高价值商船等船舶海上日用负载和电力推进提供所需的电力。ＩＰＳ是由一个系统结构和一族模块组成，据此能够研制开发经济高效的构型供所有各类船舶使用。     

导管螺旋桨水动力性能试验及数值研究

为了研究导管螺旋桨的推力、扭矩和敞水效率等主要水动力参数和进速系数之间的关系,本文采用物理模型试验和计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）技术相结合的方式分析导管对螺旋桨水动力特性的影响。首先在本校拖曳水池开展导管螺旋桨模型的敞水性能试验然后使用计算流体软件STAR-CCM+对导管桨模型进行数值模拟。在模拟计算中应用多参考系法（Multi Reference Frames,MRF）,分别采用不同湍流模型对导管螺旋桨的水动力性能进行计算,并与试验数据进行对比,验证了STAR-CCM+软件模拟可以对导管螺旋桨的水动力性能进行有效预报且使用SST k-ω湍流模型获得的水动力性能精度更高。研究结果表明,导管螺旋桨更适用于在低进速系数下工作的重载船舶。     

某导弹护卫舰模型试验数据分析比较

概述某导弹护卫舰的船模和桨模在德国汉堡水池（ＨＳＶＡ）、中国船舶科学研究中心（ＣＳＳＲＣ）和上海交通大学（ＳＪＴＵ）进行的试验，以及对各水池和空泡筒模型试验的阻力，自航因子和螺旋桨性能的分析比较，最后给出了初步结论。     

美国海军水面舰船的多学科设计优化（一）

尽管外形优化设计已经在许多工业生产中受到了相当的重视，但对自动优化程序在水动力船舶设计方面的应用还远没有达到相同的水平。与先进的计算流体动力学和优化方法结合在一起，数值计算工具能作为船舶设计的辅助工具，它可增强操纵性能，减低开发和建造成本。本文尝试将一种多学科设计优化(MDO)程序应用于增强现有船舶的性能。现阶段的工作仅仅涉及到水动力优化算法的建模、开发和运算。对于海军水面舰船，本文根据大卫泰勒船模试验池(DTMB)的5415型船模提出并在MDO方法的框架内解决了两学科设计问题的三目标函数优化问题。采用一个很简单的决策系统来对Pareto最优解进行排序，并对所选的设计进行基于梯度的求精优化运算。     

散货船的压载性能

根据不同纵倾的船模试验，讨论了散货船在轻载吃水时的静水性能以及船首部形状，特别是球首的影响。螺旋桨的设计在静水中的浸深作了探讨。压载工况下的非人为失速，特别是由于风力作用的失速作了研究。人为的失速可能因轻载吃水时的砰击和螺旋桨的出水所致。最后，提出了一些改善散货船压载工况时的经济性能的建议。     

阻力试验的不确定分析

本文给出了阻力试验结果和不确定分析。试验在中国船舶科学研究中心（ＣＳＳＲＣ）的拖曳水池进行，模型长６．０米，方形系数０．６０。试验傅氏数从０．０９到０．３５。介绍了试验状况、拖车速度和阻力测量设备。对阻力系数和剩余阻力系数进行了不确定分析。     

水面舰船和商船生命力设计

论述采用通用概率统计方法对水面舰船和商船生命力进行各种设计的问题，该研究方法源于Kurt Wendel60年代早期研究水面舰船破舱稳性概率方法，国际海事组织（IMO）国际海上人命安全公约（SOLAS）1974，通过A，265规则制定中采用此方法替代了客船采用确定尾指标，并最终于1992年在SOLAS的新货船稳性评估中采用了该方法，目前，IMO的有关工作组正在审查该方法，以便使该方法与现有稳性规范协调地应用于各种商船，另一方面，近来发现该方法可应用于现代军舰设计全球化的防务预算紧缩和精简船员配备要求，更加恶劣的战斗环境限制了舰船尺度，进而限制了现代军舰的载荷，对此，有效的途径是引入新的舰船设计理念，即引入相对小的具有更高生命力的舰船。与生命力问题有关的多数设计，如分舰和布置，在初步设计阶段已确定，在设计后期，要想全部改变很困难，而且会增加费用。因此，一个合适的初步设计阶段指南，有助于下一代水面舰船设计执行更严格的生命力和安全性要求，这从商船的设计变化中可以预料，论述生命力的基本问题，介绍较新的概率方法，用以评估舰船和商船的破损稳性和生命力。     

滑行艇波浪中运动性能试验研究

为了探究自主开发的滑行艇耐波性能,在拖曳水池中进行该滑行艇模型不同航速下的静水阻力试验、不同航速下变波长顶浪规则波试验与对应不同海况的不规则波试验,试验过程中记录阻力值和纵向运动响应值。对试验结果处理分析后发现:在排水体积傅氏数Fr=3.713时,滑行艇在5倍于船长的波长附近具有强烈的运动响应,出现了抨击和出水现象;与传统深V滑行艇相比,短波中该滑行艇具有更小的运动响应,滑行艇阻力增值较深V滑行艇有所减小;垂荡响应与航速与波高具有较好的线性关系,纵摇响应航速与波高具有弱非线性。     

滑行艇波浪中运动性能试验研究

为了探究自主开发的滑行艇耐波性能,在拖曳水池中进行该滑行艇模型不同航速下的静水阻力试验、不同航速下变波长顶浪规则波试验与对应不同海况的不规则波试验,试验过程中记录阻力值和纵向运动响应值。对试验结果处理分析后发现:在排水体积傅氏数Fr=3.713时,滑行艇在5倍于船长的波长附近具有强烈的运动响应,出现了抨击和出水现象;与传统深V滑行艇相比,短波中该滑行艇具有更小的运动响应,滑行艇阻力增值较深V滑行艇有所减小;垂荡响应与航速与波高具有较好的线性关系,纵摇响应航速与波高具有弱非线性。     

基于 AQWA的滑翔圆碟的水面漂移特性研究

利用海洋工程水动力分析软件AQWA对一种新型无尾翼滑翔圆碟的水面漂移特性进行研究。在规则波浪条件下,对滑翔圆碟的波浪载荷、附加质量系数、运动响应幅值算子（RAOs）及水面漂移轨迹进行预报。最后,利用Matlab对波浪载荷数据进行拟合,得到在常见波频范围内、不同浪向角作用下,滑翔圆碟波浪载荷的表达式。研究结果表明,在常见波频范围内,滑翔圆碟的RAOs值及水面漂移轨迹较为合理,拥有较稳定的工作性能;拟合得到的波浪载荷表达式拥有较高精度,基本满足实际的工程计算需求,为滑翔圆碟水面漂移特性的研究工作提供一种新思路。     

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％。     

川江匹配桨试验研究

在川江1941kW推船船队机桨不匹配的情况下，采用90％的常用负荷和船队伴流分数，根据荷兰瓦格宁根船模试验水池BB型螺旋桨设计图谱确定螺旋桨的最佳直径螺距比及螺旋桨效率，尝试B型桨和MAU型桨剖面进行组合的组合桨型，使新设计桨与原船队有较佳的匹配性能，各项性能指标也有所提高。