船舶主机特殊排气消音器及其排气系统流阻设计

针对船舶动力设备噪声大而降噪设备布置空间狭小的矛盾,介绍了船舶主机特殊排气消音器及其排气系统流动阻力的设计方案。其采用Fluent软件对排气系统内部流场进行数值模拟计算,计算结果和实验表明:优化后降噪设备满足系统内流动阻力损失和降噪设计要求。     

单扩张腔消声器流场特性与温度场研究

以某型船用排气消声器为研究对象,为改善流体阻力对船舶柴油机的功率影响及消声器表面热辐射造成的机舱通风的影响,对其单扩张腔消声器的阻力损失与表面温度场进行了详细的分析与研究。利用大型通用CFD流体计算软件对消声器的流体流动与表面温度场进行了分析计算,通过适当改变内部内插管的布置,可有效改善内部紊流流场,降低消声器的流动阻力;通过包覆一定厚度的隔热材料,可有效降低消声器表面温度,降低热辐射。     

艇体、聚合物与流体动力学

潜艇艇体和内部设备的要求与水面舰艇有很大差别，潜艇艇体必须承受几手次潜浮的水下压力，其外部应是流线型，艇体上任何外凸部分均会产生阻力和噪声。潜艇内部必须注意消除噪声源，或防止噪声扩散。由于潜艇必须在海上独立航行，所以其内部布置不仅应容纳人员与设备，还应能进行任何故障和损伤的判断与维修，所有这些都对艇体提出了很高的要求。潜艇内部设备的改进远不能满足潜艇隐身的需要，而研究和开发新型的艇体材料，例如聚合物，与流体动力学有密切的关系，这样才能明显改进潜艇性能，建造出全新的潜艇进入新世纪。     

附体对潜艇阻力性能的影响研究

为了研究附体对潜艇阻力性能的影响,对7种不同附体布置的SUBOFF潜艇模型进行直航运动的数值仿真,对各潜艇模型的摩擦阻力、粘压阻力和总阻力进行预报。通过数值仿真发现,附体的布置使粘压阻力显著增加。分析潜艇表面压力分布情况和潜艇周围速度场特性,对减少潜艇阻力、提高潜艇快速性和提高潜艇战斗力有重要意义,也为潜艇的初步设计和附体优化提供了参考。     

滑行艇船体性能的模型试验

利用长11．8m滑行艇船体的1：8缩尺船模，进行一系列的裸船体阻力试验。船模在静水、压载状态和一定的速度范围内进行试验。试验中测量了拖曳力、航行纵倾和下沉。其中船体浸湿面积和浸湿长度应用水下摄像确定。试验中还布置了能大量喷水的压力喷头，使船体表面不同位置均达到标准压力。应用拖曳水池中横向布置的电容探头测量波形，同时应用激光多普勒速度仪(LDV)确定船体的两个区域在几种航速下的边界层速度场。试验结果发现，船体尾部的压力较低，而邻近边界层外部的速度高于应用一般滑行理论的预报值。介绍船模、试验装置、测试步骤和测试数据实例。     

水线面大开口深拖母船的阻力性能研究

采用CFD方法对某一深拖母船的阻力性能进行分析比较,计算一组航速下深拖母船的阻力,比较不同开口方式的阻力性能,分析其流场和压力分布,研究其阻力增加的原因,并探索减小阻力的方法。计算方法及所得出的结论可以为母船的设计以及开口船舶的阻力性能研究提供参考。     

水下大型搭载平台与微小型机器人的干扰性能研究

文章采用CFD技术计算大型水下搭载平台与微小型水下机器人之间的水动力干扰性能.作为对水下搭载的可行性的验证,研究了二维物体和壁面的干扰,进而计算了在不同来流速度和距离时的阻力、升力和倾覆力矩性能.同时计算了大型搭载平台与微小型机器人在不同来流速度和不同距离改变时的阻力、升力和倾覆力矩性能.此外,对微小型水下机器人的中纵剖面的压力和速度分布进行了细致的分析.     

方圆过渡入口烟道流场优化及阻力特性的数值研究

方圆过渡通道是一种常见结构形式。本文建立了高速烟气流经方圆过渡烟道的三维数值计算模型,选用标准k-ε湍流模型,压力速度耦合采用SIMPLE算法,方程离散采用二阶迎风差分格式。计算得出方圆过渡烟道内部流场的速度分布情况。由于原设计通道内流场欠佳,基于烟道出口速度的均匀性,给出提高烟道高度和加装导流板2种对流场进行优化的措施。并进一步考察加装导流板之后对通道的阻力影响。计算结果表明:由于弯曲面的存在,在近壁面会形成涡流。在合适位置加装导流板不仅可以均匀内部流场,而且可以降低流场阻力。数值计算方法的正确性通过对一种标准中可查的结构进行计算对比得到验证。从而提出了一种针对方圆结构烟道流场及阻力特性计算的新方法,可为工程设计提供有益参考。     

不同集装箱布置下船舶风载荷数值仿真

采用数值仿真手段,在各风向角下计算分析船舶甲板上6种不同的集装箱堆箱布置对船舶纵向风向力、横向风力和艏摇风力矩的影响。借助风洞设备对相应研究工况进行风洞试验验证,结果表明数值计算结果与试验结果吻合较好。为有效评估不同堆箱布置形式下航行集装箱船的风阻力,提出考虑遭遇风向角范围的"阻力系数面积RA"评估指标。     

舰艇设备舱室爆炸冲击响应研究

为提高舰艇舱室及内部设备的抗爆炸冲击能力,应用瞬态分析软件 LS-DYNA分析计算包含大型设备的舰艇舱室内部爆炸冲击响应情况。使用弹塑性金属材料本构模型及 JWL炸药本构模型建立舱室有限元模型后,使用流固耦合算法首先对舱室内爆炸冲击波的传播情况进行计算分析,然后通过设备基座变形和设备基座冲击加速度2个方面对舱室内设备爆炸冲击响应情况进行比较分析,评估舱壁厚度对设备冲击的影响情况。最后得出相关结论,这些结论对舱室内设备的合理布置以及设备抗冲击结构设计有一定的参考价值。     

船体基座抗冲击研究现状

基座是舰船上设备的基础,它传递设备与船体间的载荷.基座抗冲击研究是舰船抗冲击研究的重要组成部分.在介绍舰船抗冲击研究现状的基础上,从现有基座抗冲击设计标准、要求及基座抗冲击计算方法,阐述基座抗冲击研究现状,并提出今后基座抗冲击研究的几个关键问题.     

碎石桩排水抗液化的一种实用化解析解

碎石桩排水抗液化目前缺少简便且实用化的计算办法。在等应变砂井固结理论基础上,假定起始超静孔压按线性分布,给出了地震情况下碎石桩排水抗液化作用下的孔压比解答方法。为工程设计提供了一个简便可行的算法,采用径向平均孔压比计算即可满足工程需要。在与Onoue(1987)碎石桩排水原位试验结果对比的基础上,说明了该方法的可行性和偏差。对碎石桩排水抗液化设计参数选取提出了一些建议。     

多周期稳定数值造波的参数设计方法

[目的]针对数值模拟中波浪随传播时间和距离发生波幅衰减及相位偏移的问题,提出一套可用于多周期稳定造波的参数设计方法.[方法]基于Navier-Stokes方程和流体体积(VOF)方法进行五阶Stokes波数值模拟,通过对一维波动方程的离散形式进行分析,研究几个重要参数对造波效果的影响.最后,应用所提参数设计方法对KCS...     

基于DDAM的某舰用升降装置抗冲击分析

介绍美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),利用Ansys软件对某舰用升降装置进行建模,并基于DDAM方法对其进行计算和抗冲击性能分析,分析结果可为舰用升降装置抗冲击设计和评估提供参考.     

层间水对水下双层结构撞击历程的影响分析

双层壳体结构是潜艇等大型水下结构的重要结构形式,潜艇结构的水下碰撞是潜艇的主要事故形式,然而,针对双层壳体的潜艇结构水下碰撞问题的研究工作目前却极为有限.文中首先提出潜艇碰撞问题,并对其碰撞特征进行分析,然后针对潜艇水下碰撞环境下,层间水对碰撞历程的影响和双层结构的碰撞特点进行了理论分析,在数值仿真计算的基础上,着重讨论了双层板结构在碰撞过程中,层间水对撞击速度、碰撞力以及双层板吸能特性的影响,分析结果显示,层间水对双层壳板撞击历程的影响主要体现在两方面:一是接触初始阶段,耐压壳板将由于层间水的存在,与非耐压壳板组成抗冲击弹簧体系参与抗冲击作用,吸收冲击能量,这对于双层壳板的防撞性能是有利的;二是非耐压壳板穿透后,层间水的影响主要体现为水对耐压壳板的粘附作用,耐压壳板的抗撞能力显著下降.     

插入式钢圆筒筒内侧土压力分布规律及计算方法

针对插入式钢圆筒筒内土压力计算理论多样性、计算结果差别大的问题,分析筒内土压力分布规律及计算方法。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛X37#钢圆筒,采用有限元软件PLAXIS 3D和多种理论计算方法对比分析筒内土压力。结果表明：筒内土压力不是随深度增加一直增大,库拉依宁法计算筒内土压力结果与三维有限元软件分析结果比较吻合,在工程设计中可以采用库拉依宁法计算筒内土压力。分析成果可以为钢圆筒筒壁水平张力计算提供依据,从而合理确定钢圆筒筒壁厚度。     

A simplified method to predict grounding damage of double bottom tankers

This paper presents a set of analytical expressions for the calculation of damage opening sizes in tanker groundings. The simplified formulas were given for the grounding force, longitudinal structural damage and the opening width in the inner and outer plating of a tanker's double bottom. The simplified formulas derived are based on a set of numerical simulations conducted with tankers of different dimensions- 120, 190 and 260 m in length. The simulations were performed for five penetration depths and for several rock/ground topologies.The formula for the horizontal grounding force was derived provided the grounding force is proportional to the contact area and the contact pressure. By use of regression analysis it was shown that the contact pressure for any combination of ship and rock size can be expressed with a single normalized polynomial. The actual contact pressure was found by scaling the normalized pressure with the structural resistance coefficient. Given the formulation for the normalized contact pressure, the actual contact force for a ship can be found as a product of average contact pressure and the contact area.The longitudinal length of the damage was evaluated based on the average contact force and the kinetic energy of the ship. The damage opening widths in the outer and inner bottom of the ship were derived separately for two ranges of relative rock sizes as they have strong influence on the deformation mode. The damage widths were given as a function of rock size, penetration depth and double bottom height. To improve the prediction of the onset of the inner bottom failure, a critical relative penetration depth as a function of the ratio of the rock size and the ship breadth was established.Comparison to the numerical simulations showed that the derived simplified approach describes the horizontal grounding force and the damage length well for the penetration depths above 0.5 m. For the range of specified relative rock sizes, the damage width in the inner and outer bottom deviates from numerical simulations approximately up to 25%, which was considered sufficient for the analyses where rapid damage assessment is needed. Comparison was also made to real accidental damage data and to the results of several simplified formulas.     

基于CAD2AME的飞机液压系统流阻计算方法

飞机液压系统包含泵源系统、管路系统、附件和用户系统,飞机管路系统是飞机泵源和用户之间的纽带,液压管路流阻特性决定了用户系统入口的压力和流量,影响用户动静态响应性能,特别是对一些伺服作动系统。传统流阻特性计算方法主要针对稳态工况计算,难以实现动态响应计算,且对工作人员要求高、计算工作量大。随着全三维设计应用于飞机液压管路系统设计制造,为基于计算机的流阻特性仿真分析提供了可能。本文介绍和对比了三种计算方法,选取了较优的CAD2AME方法对某飞机局部液压管路系统流阻特性进行仿真分析,证明该方法可快速准确的对飞机液压管路进行分析。     

射水清淤船管道压力损失和喷嘴流量的研究

射水清淤船作为一种新型的疏浚及整平航道的工具,得到了广泛的应用,精确计算其管道压力损失和喷嘴流量强度将直接关系到该船抽水泵的选取及清淤效果.以某一射水清淤船为研究对象,基于不同的喷嘴形状和分布情况,建立了3种计算模型,分别对其管道压力损失和喷嘴流量强度进行了分析对比和评价.计算结果表明,圆台形喷嘴的管道局部压力损失比圆柱形喷嘴小.此外,喷嘴的流量强度与该船清淤过程中产生的混合泥层的速度及厚度有关,可以通过改变喷嘴流量强度来实现更好的清淤效果.     

斜桩施打过程中锤击能折减因素分析

针对施打斜桩时折减后的锤击能量与实际值相差过大的问题,对液压打桩锤的锤击原理和折减因素进行分析,得出锤击能量损失及桩身的侧摩阻力增加的影响因素,并推导出倾斜锤击工况下的主动能量损失及桩身与岩土作用下的被动阻力增量的计算公式,并将计算结果与工程实际相比较。结果表明,本文公式的计算结果能较好地反映工程实际,可为类似工程提供参考。