长江河口盐水入侵数值模拟研究

长江河口盐水入侵一直是困扰上海市工农业生产及生活用水的一个重大问题。文章通过建立"长江口—杭州湾"大范围的二维水流盐度数学模型,在验证的基础上,重点分析了长江口盐水入侵总体格局、北支盐水倒灌、南支盐度分布格局等问题,并指出由于横沙通道的涨落潮流不平衡,北槽会有部分盐水倒灌进入北港;基于数学模型,对北支倒灌盐通量进行了初步计算。     

微气泡层减阻的边界层模型计算

以流体中光滑平板为例,建立微气泡层覆盖平板的气液简单边界层模型,采用平板层流理论,对给定的气泡喷射参数和流体特性参数计算了微气泡层状态下平板的摩擦阻力,结果显示微气泡层对平板有明显减阻效果;最后给出了气体边界层的速度分布和剪切应力分布.     

潜器的随行波减阻降噪贴敷层

21世纪,随着沿海战战略思想的强化,国际上正在加强各种水下航行器壳体贴敷层的研究。本文给出硬质随行波减阻降噪贴敷层的几何参数设计及原理。     

气膜减阻快艇的研究

利用船底薄层气膜减阻技术 ,可提高快艇的水动力性能 ,提高船舶航速。模型试验表明 ,气膜减阻快艇的水动力性能已明显超过侧壁式双体气垫船 ,是一种投资低 ,见效大的节能新船型     

建闸河口潮波变形概化模型研究*

概述潮汐河口潮波变形的普遍性及建闸前后影响变形的不同因素。建立了概化河口闸下河道物理模型,说明了模型设计的理论依据及模型布置方案。通过概化模型对建闸河口不同引河长度的潮波变形特性进行模拟研究,得到不同闸址建闸后潮波变形的共性和差异。闸下引河长度对潮波变形的影响明显,随着闸址距河口距离的增加,沿程潮差的增减趋势发生变化;建闸后涨潮平均流速与落潮平均流速的比值变化趋势与引河长度紧密相关。     

复合材料桅杆层合板刚强度分析研究

针对封闭式桅杆中复合材料层合板结构进行设计,提出复合材料层合板结构设计方案。综合利用有限元软件ANSYS和相关强度准则对桅杆的复合材料部分进行强度和刚度校核,分析并总结出相关特性。确定并得出满足要求的复合材料层合板厚组合,实现复合材料桅杆的优化设计。并验证了设计的可行性,为复合材料桅杆以后的设计研究提供参考。     

动态缆铠装层断丝效应研究

铠装钢丝作为动态缆中提供结构保护的单元,易遭受局部载荷,产生局部破坏.对此,探究铠装层局部断裂对动态缆的影响,以评估动态缆在局部铠装钢丝断裂之后的可靠性.确定铠装钢丝断口在缆轴向的影响范围,以评估动态缆本体受影响的范围;确定铠装钢丝断口在缆周向的应力集中效应,以评估断丝周围铠装钢丝由于断丝的应力集中效应,进一步发生断裂的可能性.采用一种截面型式的动态缆,设置不同断丝数的铠装层断口,对断口在轴向的影响范围和周向的应力集中情况进行分析,以便通过试验探究断丝的影响效应.同时,结合钢绞线断丝影响的探究结果,对动态缆铠装层存在一根断丝时的恢复长度进行理论分析,得到断丝恢复长度为1.07倍节距长度.试验结果表明,在轴向上,钢丝断口的恢复长度在1～2个节距范围内;在周向上,每断1根钢丝,在周围钢丝上的应力放大系数不超过1.14.     

船用梯形微沟槽表面减阻效应的仿真分析与实验验证

基于微沟槽减阻机理,采用改变船体表面微结构形貌尺寸的方法,以期降低船舶运行中的航行阻力,提高船舶航行效率,节约能源。利用流体软件FLUENT对梯形肋条和梯形沟槽两种微结构表面流场进行模拟仿真,分析了沟槽深宽比h/d1的减阻效果。仿真结果表明,对于梯形肋条,在h/d1时均具有减阻效果,当h/d为0.45时减阻效果最好;对于梯形沟槽,当h/d为0.30、0.36时表现为增阻,h/d为0.45、0.60、0.75时表现为减阻,其中当h/d为0.60时的减阻效果最好。为了验证模拟计算的规律,进行了阻力冲刷实验,实验结果与模拟计算结果的对比分析表明模拟计算与实验结论一致。     

减阻,减摇的响应围裙研究

本文根据围裙柔性动力学的理论分析,并应用系统分析和反馈原理,把气垫船的柔性围裙简化为一个二自由度的气弹和水弹的动力反馈系统,提出了气弹增益、水弹增益、响应度和隔振因子等物理概念。通过船模水池试验和分析,深入地讨论了响应围裙减阻和减摇的原理以及围裙气垫系统参数设计对全垫升气垫船性能的影响.     

基于CFD的船舶生活区减阻技术研究

文章就如何减少船舶生活区上层建筑的风阻进行了理论方法研究。以某散装船的生活区为例,应用计算流体力学(CFD)方法,对不同的模型进行数值模拟,通过比较可视化结果及模型的受力情况,得出了初步的优化方案;针对当前国际前沿研究成果,对日本某节能减排装置进行了数值计算,从理论上分析了该装置的原理和减阻效果,并提出了一个改进模型。     

河口建闸对河道河口及近岸海域水环境的影响研究

应用一维、二维水流、水质模型模拟一个典型河道在建闸前后河道、河口及近岸海域水环境状况。分析表明,河口建闸使河道内污染物平均浓度达到建闸前的1.0~3.5倍,使河口及近岸海域影响的水域面积最大值增加了将近7倍。     

基于EEDI的气层减阻技术评价方法研究

船用气层减阻技术由于其优异的节能减阻效果而受到船舶相关行业越来越多的重视。为此,急需建立一种通用的、可接受度高的评价方法,以引导气层减阻技术的发展。论文通过梳理EEDI中关于创新能效技术的相关计算准则,理清了气层减阻技术EEDI计算中各个参数的求解方法,提出了一种基于EEDI指数的气层减阻技术评价方法,并通过国内首艘气层减阻改造船的实测数据进行了EEDI的计算。     

国内外船舶气泡减阻技术的研究与应用

介绍国内外船舶气泡减阻技术的研究情况,包括微气泡减阻技术、气幕减阻技术及气膜减阻技术的试验研究和理论计算结果,特别是俄罗斯倾斜板气泡减阻技术、日本微气泡减阻技术和我国薄层气膜减阻技术的特点。同时,介绍国内外微气泡减阻理论方面的力学模型、数值计算方法和重要结论。回顾20世纪60年代以来气泡减阻技术在船舶上的应用情况,特别是俄罗斯、日本及丹麦等国设计的气泡减阻船舶的性能和节能效果。针对我国目前气泡减阻节能技术在实船上的应用现状,分析存在的问题和不足,探讨我国船舶气泡减阻技术的应用前景。     

鲸豚表皮微尺度柔性变形的减阻原理研究

鲸豚类海洋高速动物具有突出的低阻高效游动能力,一直是仿生学的重要研究对象.为了探索柔性表皮减阻的可行性,在参考国外关于活体齿鲸类海洋动物表皮观测结果的基础上,本文采用RANS方法和动网格技术建立了仿生表皮微尺度柔性变形的数值模拟方法.文中对不同柔性变形的仿生表皮,以及刚性波面、刚性平板开展了对比数值计算,详细对比了流场和阻力成分,并重点分析了减阻原理.研究表明,随行波柔性表皮在波速高到一定程度时可实现明显减阻.     

快艇气泡减阻的原理研究与相似比分析

分析了高速气泡船气液两相流动的特征,进而将气泡船复杂的三维流动简化为两维人工气泡绕流的两相流物理模型,并提出了两维人工气泡绕流的相似律.采用有限体积法和VOF方法,建立了两维人工气泡绕流的数学模型.应用该数学模型,研究了气泡船在无气泡、气泡封闭、气泡半开三种典型绕流时的气液流场特性,得到了气泡长度、气泡形状随来流速度、气泡腔压力、气体流量的变化规律,分析得出了在高速气泡船底部形成稳定气泡的力学条件.相关研究结果对高速气泡船底部气泡腔的设计具有指导意义.     

适用于高航速下的ROV减阻结构设计研究

为满足内河8 kn水流条件下航行器稳定航行性能要求,提出一种低流阻、可快速拆卸水下遥控航行器(ROV)总体结构。采用外部流线外形+内部开放框架的设计方法:外部采用Nystrom线型形成外形框架,通过样条曲面生成技术生成外形曲面,完成流体外形设计;内部框架采用横骨架式承载结构,使用标准型材组装框架,各传感器、机电设备、浮体及尾部平衡翼与框架固连。经流体阻力仿真及框架结构有限元冲击仿真分析,流体阻力较开架式总体结构减小90%以上,抗冲击性能可靠,能够满足高流速下的航行要求。本文减阻结构设计方法兼顾了减阻、模块化快速拆装和低成本易实现等优点,对其他水下航行器总体结构设计具有借鉴意义。     

振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究*

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31 μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。