带节能装置的船模自航试验数值模拟

围绕船舶的能效设计指数(EEDI)和能效运营指数(EEOI)标准的制定和实施,如何降低航行船舶的能耗和废气排放一直是人们关注的热点。基于SHIPFLOW软件模拟船后不同布局的预旋三角导管对阻力、自航因子和各效率的影响,优选出性能较好的布局,并通过水池试验验证。为船舶节能装置的设计和应用提供数值参考。     

带前置导叶桨潜艇自航试验的数值模拟与自航因子预报

本文根据RANS代码,采用移动网格滑移交接面技术对假想的带前置导叶潜艇的自航试验、螺旋桨敞水试验进行模拟,并依据试验结果验证之,发现该方法能够较好地预报螺旋桨推力、扭矩.而后,与潜艇阻力试验相结合,预报潜艇自航因子,通过与试验结果的比较分析,验证了方法的可靠性.     

数值水池船模自航试验方法研究

同时考虑自由液面、真实螺旋桨的旋转运动,在数值水池实现了船/桨整体流场的数值计算。在既定航速下,推力与船体阻力为螺旋桨转速的函数,通过变化转速得到自航点。文中数值计算得到的自航点与物理水池试验自航点吻合良好。根据数值自航试验结果,不仅可通过积分的方法计算伴流分数与推力减额分数,还可详细分析螺旋桨进流与桨叶的速度、压力分...     

单桨船模自航试验的相似准则与模拟方法

本文提出一种新的船模自航模型化方法以“消除”船－桨干扰总理２的惊工影响，首先讨论船－桨组合体绕流（平均流动）应满足的相似准则，其中引进了两个新的准则以联系船 尾流的特征；尾流宽度与速度亏损，讨论了满足这些准则的模拟条件和方法，给出满足相似条件的船模－实船性能关系式，最后讨论了新模拟方法在船旋螺旋桨空的与噪声模型试验中的应用。     

三桨船船模自航试验分析

三桨船船模自航试验时不能确定各桨所克服的阻力，各桨的推力减额分数不能直接得到，使自航试验分析难以进行.本文提出了一个确定阻力分配系数的方法，试验分析结果说明本方法是合理的。     

船模规则波自航试验方法

阐述了船模规则波自航试验的方法、规则波中自航因子频率响应曲线的数据整理和表达方法、不规则波中收到功率的谱分析统计预报方法,并给出了不规则波中船舶的失速预报方法。     

REGAL货船实尺度自航数值模拟

以REGAL货船为研究对象,利用CFD软件STAR-CCM+对其进行实尺度自航数值计算,求解分析船体和螺旋桨周围粘性流场,将船体阻力、螺旋桨推力与扭矩计算结果与劳氏船级社的海上试验测量结果进行比较,计算结果阻力最大误差为4.5%,推力和扭矩最大误差分别为8.6%与2.7%。研究结果表明,实尺度自航数值模拟在一定范围内具备可行性,计算过程可为相关工程应用提供参考。     

拖曳水池船模对比试验研究

介绍了船模拖曳水池概况,以及水池轨道、拖车性能指标,结合水池尺度合理选择了标定用的阻力模型,并给出船模对比试验的结果,试验结果表明.该水池的各项性能指标良好.能满足教学科研和工程上的试验要求.     

浸没式喷水推进自航试验及数值模拟

浸没式喷水推进器与船体高度融合,难以通过试验的方法测量推进器各部件受力,因此文中采用船模水池试验和数值模拟相结合的方法来分析浸没式喷水推进的水动力特点。该文首先开展了船模拖曳阻力试验,测量了船模阻力、纵倾角及重心升沉。然后开展船模自航试验,测量了船模纵倾角、升沉及轴的转速、力矩、推力等数据。基于CFX软件,对拖曳阻力试验及船模自航试验进行了数值模拟。在四个不同航速下的数值模拟中,阻力计算误差在3.7%以内,轴推力计算误差在2.7%以内,轴力矩计算误差在4.6%以内,试验测量值和CFD预报值吻合较好。通过数值模拟可以进一步得到浸没式喷水推进器上各部件的受力情况,泵的流量、扬程及其它流场信息,克服了浸没式喷水推进器推力测量和流场测量的困难。     

多桨船船模自航试验推进因子分析方法探讨

针对多桨船螺旋桨间互相干扰的影响,通过对三桨船自航试验推进因子分析方法进行分析探讨,提出新的三桨及以上的多桨船船模自航试验方法和其推进因子分析方法.     

喷水推进三体船阻力与自航数值模拟研究

建立考虑纵倾角及重心升沉等姿态变化的喷水推进三体船阻力数值计算方法,并与船模拖曳阻力试验进行对比,再开展船模自航试验的数值模拟,分析数值计算与模型试验的误差。通过数值模拟可以进一步得到喷水推进器上各部件的受力情况、泵的流量、扬程及其他流场信息,为研究船体与喷水推进装置的相互作用影响规律以及喷水推进与高速三体船的总体匹配设计提供参考。     

基于自航流场数值模拟的舵球节能流场分析

本文采用快速性数值模拟方法对加装舵球的36000吨散货船进行了节能评估。结果显示,加装舵球能起到一定的节能效果。之后本文对有、无舵球的两种方案的自航数值模拟流场进行了对比,分析获得了舵球节能的原理。本文模拟结果不仅可作为模型试验的有力补充,也可为舵球的优化设计提供重要参考。     

自由自航船模数据采集和处理系统

本文介绍运用单片微计算机一微型计算机组成的数据采集和处理系统。它具有操作，简便，工作可靠，精度高和系统制造成本低的优点，它可以获得各测量参数的瞬时值，由于它体积小，重量轻，因此特别适用于自由自航模试验。     

潜伏式高速船型变航态自航数值模拟

针对一种具有半潜-水面航态变换功能的新型潜伏式高速船型,基于非稳态RANS方程组与VOF模型求解粘性流场,结合动态流域边界与滑移网格技术,对目标船在垂直面内三自由度运动及其喷水推进器叶轮随船定轴高速旋转的耦合运动进行数值模拟。结果表明：在相同主机平均转速条件下,所预报自航点体积傅氏数与自航模型试验结果的相对误差在7%以内;从半潜到水面的航态变换过程中,船体有显著的纵倾与升沉,船体主要克服压差阻力,船体兴波由相互叠加的首波、肩波、尾波逐渐发展为首尾分明的两个波系,在喷水推进器射流区内捕捉到生成和发展的高强度涡系。     

数值拖曳水池与潜艇快速性CFD模拟研究

详细介绍了中国船舶科学研究中心所建立的数值拖曳水池中的潜艇快速性CFD模拟研究.明确了潜艇阻力、流场、自航(艇/桨干扰)水动力以及螺旋桨敞水水动力的计算方法.同时对潜艇快速性算例进行了系统分析,详细给出了数值预报精度.这些算例的计算模型包含15条系列回转体模型、10条系列全附体潜艇模型、SUBOFF潜艇模型、多条供计算验证所用的潜艇模型和螺旋桨模型.文中的研究结果是数值水池的重要组成部分,可资今后潜艇绕流数值计算借鉴与采用.     

喷水推进高速三体滑行艇数值自航研究

为了验证计算流体力学(CFD)方法预报滑行艇自由液面粘性流场的精确度,判断为某三体滑行艇设计的喷水推进器能否满足快速性要求,采用CFD方法对某喷水推进高速(1Fr_L1.8)三体滑行艇进行两相流的数值自航,并与试验值比较。运用切割体网格技术并基于RANS VOF求解,首先计算了五个不同速度下的裸艇阻力。结果表明:阻力系数最大误差8.3%,最小误差0.5%,达到了较好的计算精度;采用等推力系数法,在模型尺度下进行"滑行艇+喷泵"的数值自航,将结果推算到实尺度艇,结果表明该喷泵可以达到设计航速;高速航行时推力减额为负的主要原因是艇首尾压差阻力的显著降低。计算结果显示,考虑自由液面时滑行艇底部会出现不合理的水气分布,这影响到滑行艇的阻力性能和喷泵的推进性能,通过局部网格加密可以显著减少艇底非正常水气分布,但艇底气水层难以完全消除,这可能是CFD方法预报滑行艇阻力精度难以控制的原因之一。     

船模拖曳水池拖车控制系统研究

介绍本所2号船舶拖曳试验水池船模施车多电机直流调速控制系统的主要工作原理，控制方式及运行效果。该系统选用西门子新一代的6RA70系列直流调速装置作为核心控制器，较好地实现了船模拖车速度的控制要求。     

自航船模外壳3D打印工艺研究

为降低制作成本,对自航船模外壳3D打印工艺展开研究。通过对比不同种类3D打印机与打印材料的性能和价格,给出设备与耗材选型参考;通过对不同姿态的成型质量、打印时长和耗材消耗量的比较给出成型姿态选择建议;分析翘边的原因后,给出在平台未变形、微变形和严重变形三种情况下预防翘边的措施;由成型后的误差和制作成本得出,采用3D打印技术制作自航船模外壳成本低、误差小。     

扭曲舵水动力数值计算和自航约束模试验测量研究

建立了桨后舵水动力的CFD数值计算方法,对两种舵的压力分布和舵力进行了比较,结果显示扭曲舵可以明显减小0°舵角时舵上的横向力和舵轴扭矩。在拖曳水池中进行了自航约束模舵力测量试验,对扭曲舵和普通舵的舵力进行了测量,试验结果也表明,在0°舵角时,扭曲舵上的受力状态得到明显改善。将舵力的数值计算结果与试验结果进行比较,两者有较好的一致性,说明建立的数值计算方法可以对桨后舵舵力进行较好的模拟计算。