基于CFD的水下回转体高速运动阻力预报精度影响研究

水下回转体高速运动的阻力精确预报对潜艇性能研究意义重大,其复杂的影响因素对预报精度提出了挑战.本文基于商业CFD软件Fluent,设计了3种不同网格数量与3种不同Y+值,共9套网格,在5种不同的湍流模型下仿真计算水下回转体高速运动的阻力,以考察网格数量、壁面y+值以及湍流模型对计算精度的影响.并且通过对比试验数据发现:网格数量增大对提高计算精度有积极作用,除k-ε模型在y+＜5时误差较大外,其余模型计算精度均在接受范围内,并且k-ω精度稳定性较好,对通用Y+＜ 120的范围内均可满足工程要求,这对潜艇高速运动阻力预报有一定参考价值.     

基于CFD的水下回转体高速运动阻力预报精度影响研究

水下回转体高速运动的阻力精确预报对潜艇性能研究意义重大,其复杂的影响因素对预报精度提出了挑战。本文基于商业CFD软件Fluent,设计了3种不同网格数量与3种不同Y+值,共9套网格,在5种不同的湍流模型下仿真计算水下回转体高速运动的阻力,以考察网格数量、壁面Y+值以及湍流模型对计算精度的影响。并且通过对比试验数据发现:网格数量增大对提高计算精度有积极作用,除k-ε模型在Y+<5时误差较大外,其余模型计算精度均在接受范围内,并且k-ω精度稳定性较好,对通用Y+<120的范围内均可满足工程要求,这对潜艇高速运动阻力预报有一定参考价值。     

都匀老豹窝大桥连续梁设计

都匀老豹窝大桥主桥采用(45+75+45)m预应力混凝土连续箱梁,箱梁采用等截面单箱单室直腹板结构形式。以工程实例结合结构计算分析,简要地介绍了连续箱梁桥的设计。     

中山板芙二桥主桥斜塔斜拉桥没计

中山市板芙二桥主桥为独塔双索面不对称斜拉桥,跨径布置为(77+102)m,采用塔梁墩固结的结构形式,文中介绍了该桥的主梁、主塔、拉索及下部结构的设计情况.给出了静力计算的主要结果,通过动力计算得出该桥的振型、地震作用下动力性能以及稳定安全系数等,给出的参数选型是整体桥梁设计的关键.     

水下土方计算的三维可视化应用研究

研究采用"GPS+测深仪"的数字化测量系统对河道进行测量,通过surfer软件进行成图处理,根据三维表达成果,分别计算目前地形体积和设计地形体积,进一步计算水下土方工程量。为水下复杂多变的地形提供了形象直观,计算精度高的计算方法。同时采用梯形规则、辛普森规则、辛普森3/8规则进行体积计算原理及误差分析研究。然后利用surfer软件建立水下地形三维模型,进行三维空间分析。     

某表面螺旋桨敞水性能数值计算研究

为了了解表面螺旋桨的敞水性能，本文利用通用流体力学软件STAR-CCM⁺对标准表面螺旋桨模型841 B进行了敞水性能数值仿真。通过数值计算结果与试验数据对比分析可知：推力系数Kt、扭矩系数10 Kq的计算结果与试验值吻合良好，尤其在设计点附近，误差在4%以内。证明本文提出的数值计算方案可有效与准确的预测表面螺旋桨的敞水性能，方便了表面桨的匹配计算与设计工作。     

基于数值试验及实船试航的喷水推进器改型设计

采用基于雷诺时均法的SST湍流模型对"某轴流式喷水推进泵+进水流道+船体"系统进行数值计算,查找出了该喷水推进泵和进水流道设计存在的一些问题。依据该船体阻力、设计航速和主机功率等参数重新对该船喷水推进器进行选型,进而运用三元的方法对喷水推进泵进行设计,利用参数化设计的方法对流道进行设计。采用了数值试验的方法校核新设计的混流式喷水推进器流体动力性能,计算结果表明:新设计喷水推进泵和进水流道性能优异,并且能够较好地满足快速性指标。最后,对改进设计的喷水推进器进行了快速性预报和实船试航,试航结果表明新设计混流式喷水推进器推进航速超过设计航速9.4%,并且数值预报航速与试航结果误差为1.5%,这既验证了设计方法的有效性,也验证了所采用的数值模型的准确性。     

FPSO和外输系统的模型试验截断技术研究

以"FPSO+外输油管+外输浮筒+穿梭油轮"的开发模式为研究对象,在西非1700m水深条件下,进行了FPSO及其外输系统的模型试验方法研究。基于静力相似和动力相似准则对外输油管进行了等效设计,提出了一种新型的外输油管模型试验等效设计方法;基于静力相似准则,对FPSO多点系泊系统在0°至180°的环境方向下进行了等效水深和等效水平刚度的截断设计,并对其进行静力优化;同时为避免FPSO和外输浮筒的系泊系统之间的干涉影响,对外输浮筒系泊系统进行了水平等效设计;在此基础上设计了模型试验方案。然后分别对截断前与截断后的"FPSO+外输油管+外输浮筒+穿梭油轮"全系统进行了时域耦合分析,对比发现截断前与截断后计算结果吻合良好,验证了该模型试验方案设计的可行性。     

轮缘推进器外形对水动力性能影响分析

轮缘推进器将电机与螺旋桨一体化设计,具有较高的应用前景。本文以NO.19A+Ka4-70导管螺旋桨为基础,将仿真值与试验值进行比较,各项参数的最大偏差均在5%以内,吻合较好,并构造反厚度规律的桨叶。基于STAR-CCM+仿真软件对轮缘推进器进行水动力性能的数值计算,采用SST k-ω湍流模型进行计算,对比分析轮缘推进器的外形、导管种类、桨毂、轮缘宽度对于推进器水动力性能的影响。     

基于STAR-CCM+的V型无压载水船阻力性能研究

为了能从根本上解决压载水带来的问题,研究人员提出了无压载水船的设计方案。采用STAR-CCM+数值模拟法,研究V型无压载水船的阻力性能。通过STAR-CCM+计算26 000 DWT常规油船的阻力,验证STAR-CCM+软件计算阻力的可行性和可靠性;计算系列V型无压载水船的阻力,并研究其随底倾角的变化规律;最后,以球鼻艏的长度和最大宽度为自变量变换球鼻艏,研究球鼻艏的长度和最大宽度对V型无压载水船阻力的影响。结果表明,设计的V型无压载水船总阻力比母型船有所增加,总阻力随底倾角的增加而增加,可通过优化球鼻艏改善V型无压载水船的阻力。研究结果为V型无压载水船的设计提供了一定的参考。     

连续刚构箱梁0+1号块托架反拉预压的应用与研究

本文结合轨道交通高架段连续刚构箱梁0+1号块托架结构特点和施工现场实际情况,研究和设计出0+1号块托架反拉预压,通过借助MIDAS整体建模计算分析其可行性,并在工程应用中获得了良好的效益,可为以后类似工程提供相应的借鉴。     

基于STAR-CCM+的潜艇舵翼水动力性能研究

潜艇舵在设计的时候并未充分考虑潜艇伴流以及螺旋桨的影响,导致实际上舵的水动力效果与设计值存在偏差。为了解这种影响的大小,利用Star-CCM+分析棱柱层、湍流模型、网格离散、定常与非定常方法对敞水舵计算结果的影响,并选择较佳的物理模型对SUBOFF潜艇上的单独舵、直航打舵以及斜航工况进行计算,并将水动力计算结果与水池试验值和风洞试验值进行比较,分析艇体伴流对舵翼水动力的干扰,更深入认识艇体对舵的水动力影响,为优化潜艇舵翼设计提高潜艇操纵性以及降低噪声提供了参考依据。     

武汉市东西湖区泾河大桥设计

武汉市东西湖区泾河大桥为(40+110+30+40)m独塔少背索斜塔钢箱梁斜拉桥,综述该桥总体设计与计算。该桥塔、梁固结;主梁高3m,桥面宽38.5m,采用单箱三室直腹板展翅截面;桥塔高77m,弧线形斜钢塔,竖琴造型,单箱室矩形截面;主墩为T形板墩,六边形承台,梅花形布置10根φ2.0m钻孔桩;斜拉索采用Φ7mm镀锌高强平行钢丝束。设计时采用有限元软件MIDAS Civil 2006和桥博平面程序对该桥进行计算分析,验算结果均满足规范要求,结构安全可靠。     

22000吨级超宽浅吃水双桨油船结构设计关键技术

22000吨级超宽浅吃水双桨油船是目前世界上最大的加油船。文章简要介绍了该船的船型特点,阐述了该船结构设计的关键技术。针对该船超常规尺度的特点,采用波浪载荷预报及有限元直接计算方法计算其结构尺寸,并与常规尺度船舶进行比较发现二者结构尺寸差别较大。创新采用的只设顶墩不设底墩槽形舱壁设计满足结构强度、舱容和工艺要求,并实现舱壁轻量化设计。创新采用的"肋板/纵桁+半高桁材+局部支撑"半开放式槽形舱壁支撑设计,既方便了施工,又减轻了结构重量。采用多项轻量化设计技术,减轻了结构重量,降低了建造成本,提高了营运经济性。该船的超常规尺度结构设计对类似船型的结构设计具有一定的借鉴意义。     

22000吨级超宽浅吃水双桨油船结构设计关键技术

22000吨级超宽浅吃水双桨油船是目前世界上最大的加油船。文章简要介绍了该船的船型特点,阐述了该船结构设计的关键技术。针对该船超常规尺度的特点,采用波浪载荷预报及有限元直接计算方法计算其结构尺寸,并与常规尺度船舶进行比较发现二者结构尺寸差别较大。创新采用的只设顶墩不设底墩槽形舱壁设计满足结构强度、舱容和工艺要求,并实现舱壁轻量化设计。创新采用的"肋板/纵桁+半高桁材+局部支撑"半开放式槽形舱壁支撑设计,既方便了施工,又减轻了结构重量。采用多项轻量化设计技术,减轻了结构重量,降低了建造成本,提高了营运经济性。该船的超常规尺度结构设计对类似船型的结构设计具有一定的借鉴意义。     

船舶舱室供暖仿真计算

以某运输坞的典型舱室保温供热设计为例,阐述传热系数计算方法并采用流体仿真软件STAR-CCM+对传热的过程进行模拟,验证保温隔热结构和供暖设计是否符合设计要求,解决可能出现的船舶舱室保温和供暖配置冗余或不足问题,为合理地确定舱室保温结构和供暖设备提供依据.     

株洲二线船闸闸门及启闭机优化设计

株洲二线船闸人字门为超大型闸门,控制闸门的变形量是设计的重点和难点,船闸启闭机集中布置在闸首上部,需充分考虑吊装及检修方便。闸门门体结构进行多方案布置,分别进行结构计算,研究结构本身抵抗变形的能力,对闸门的附件进行优化设计。启闭机布置采用两种方案,并进行优缺点比选,重点考虑吊装、检修、通行、美观等因素。结果表明,闸门采用多主横梁+八隔板+水平次梁的方案刚度最好,防护系统及人行桥优化设计后更趋合理,启闭机布置采用空箱+吊物孔电动盖板方案,实现了吊装检修和通行方便。     

铜陵至黄山高速公路高边坡治理技术

根据铜陵至黄山高速公路汤口互通A匝道高边坡的地质环境条件,在对边坡结构特征详细调查的基础上,分析评价其变形破坏的形成机制,利用极限平衡的基本理论和方法对边坡稳定性进行计算和分析,对该边坡的动态设计和信息化施工进行阐述,采用锚拉抗滑桩+预应力锚索+排水+坡面局部防护的治理方案,使边坡变形得到控制,整个边坡已趋于稳定。     

基于Civil 3D的航道整治BIM设计平台开发

针对传统航道整治设计工作无专业辅助工具、生产效率低下、分工协作困难、图纸绘制和工程量计算误差大、方案变更困难、信息化水平低等问题,进行提高设计工作生产效率及质量的研究。采用C#语言及SAC可视化程序对Civil3D平台进行二次开发,研发出一套适用于航道整治设计的专业平台,实现了智能化出图算量、河床演变分析、BIM+GIS合成等功能,极大地提高了生产力、优化设计流程、转换设计重心、提升设计品质。     

波浪推进艇的集成电机推进器设计及航速预报

为了给现有的波浪推进无人艇研制辅助动力装置,对有桨轴型集成电机推进器进行了相关的设计,包括电机设计、水动力性能和桨叶结构强度计算.首先进行电机的设计和螺旋桨的选型,并通过流固耦合方法对集成电机推进器周围的流场和桨叶应力场进行了计算.然后使用Star ccm+重叠网格法计算了水翼抬离水面工况无人艇模型的静水阻力,并与拖曳试验结果进行比较,验证了CFD计算方法的可行性.最后使用体积力法替代螺旋桨的作用,对安装了首固定水平翼和一个集成电机推进器的波浪推进无人艇在静水和迎浪规则波中航行时的航速进行了预报.