船舶航行下沉量计算方法对比分析

通过对影响船舶航行下沉量的主要因素进行系统分析,针对非限制性航道、挖槽航道和限制性航道,将不同船舶航行下沉量计算方法得到的结果和试验结果进行对比.结果表明,我国现行的<海港总平面设计规范>规定的船舶航行下沉量值只适用于非限制性航道,对于挖槽航道和限制性航道,其规定值偏低.更准确的计算船舶航行下沉量可采用数值模拟的方法获得.     

HUUSKA/GULIEV公式挖槽式航道修正系数的连续回归模型

使用芬兰交通设施局模型计算HUUSKA/GULIEV公式挖槽式航道修正系数,可能导致HUUSKA/GULIEV公式下沉量计算误差较大。为解决该问题,提出构建HUUSKA/GULIEV公式挖槽式航道修正系数的连续回归模型,进行网格变换,将阻塞系数、挖槽水深和航道水深比值为坐标的非均匀网格变换为均匀网格。在均匀网格下进行一元回归分析,确定连续回归模型的基本形式。进行多元回归分析,根据显著性检验结果剔除线性相关性较弱的变量。对回归模型进行适用性检验,发现模型存在不适用性,需进行方差稳定化变换,变换后模型的不适用性得到修正,与芬兰交通设施局模型相比,该模型计算结果精度更高,其验证该模型的有效性;模型计算量小、易于工程应用。     

草尾河挖槽河段水位下降及其对上游的影响

挖槽是航道整治的主要措施之一,但挖槽会引起水位下降,给航道通航带来负面影响。为了解水位降落的传递规律,根据洞庭湖草尾河阿弥石至响水坎河段航道全线挖槽的物理模型试验资料,对挖槽所引起的水位下降及其向上游传递规律作了初步分析和论证。     

航槽三维流动的数学模型

本文提出了一种模拟挖槽内三维流动的数学模型.该模型将压力分解为动水压力与静水压力之和.由控制体积法导出三维偏微分方程的离散格式.采用Patankar和Spalding提出的压力校正法求解动水压力场.然后求解水位控制方程.用最新求出的水位替代压力校正法中的水位.如此循环迭代直至收敛.该模型无须采用“静水压力假定”和“刚盖假定”.能够模拟不可压缩流体含自由表面流动问题.利用该模型计算得到的挖槽内流速分布与水槽试验值吻合.此外,本文还计算了相当于天然情况各种水深、各种挖深比、各种挖槽底宽下挖槽内的流场.     

芜申运河三汊河段航道整治数学模型研究

在对芜申运河三汊河段航道区域水文资料测量与分析的基础上,利用Delft 3D软件建立了三汊河段航道水动力数学模型,针对不同水流条件,对三汊河段航道区域流场进行了计算,分析了整治工程前后流场变化。计算结果表明:青弋江来流量大且垂直于设计航道,对航道通航船舶存在直接威胁;通过数值模型计算和物理模型试验解决了工程方案的比选和优化问题,为航道设计提供更加准确依据。     

关于杭州湾深水航道试挖的浅析

根据国内外新开航道挖槽试验的经验，阐述了开辟杭州湾深水航道进行试挖的必要性，作者还通过对拟选航道水域水流、泥沙回淤特性的初步分析，提出试挖位置和挖槽模的意见。     

北江白石窑枢纽坝下航道稳定性初步分析

白石窑枢纽位于北江中游,下游紧邻飞来峡枢纽,且受其回水影响,坝下河段水流条件十分复杂。因此采用河工模型进行研究,且验证满足相似性要求。通过对研究河段进行河床演变分析,根据定床试验结果,从整治线走向与水流动力轴线、航槽轴线与主流夹角、整治前后流速、比降变化及输沙能力等方面初步分析其航道稳定性。基于动床试验得挖槽回淤量分布,提出保持航道稳定的建议。     

天津港15万吨级深水航道泥沙问题研究

天津港15万吨级深水航道二期工程将航道高程从-14.8m浚深至-17.4m,在航道底部遇到约2.6~3.0m的粉沙层。针对粉沙运动的特性,采用试挖槽观测、模型试验、示踪沙试验等方法进行了研究,并对航道开挖后的泥沙回淤进行了预测。     

黄河上游典型崩岸碍航河段航道整治

针对黄河上游河段堤防或护岸崩塌、后退导致河道放宽、航槽淤积问题,进行了崩岸碍航河段航道整治方案研究。采用二维水流数学模型,计算黄河黑峡滩河段崩岸前后航槽内水动力条件变化,并对不同航道整治方案进行分析。结果表明：1）优良河段因崩岸或采砂等因素导致河床形态突变前航槽内水流条件（流速、流态等）改变,可为航道整治方案实施后航槽内通航水流条件提供重要参考。2）根据工程实施后效果观测,利用整治工程适当调整中、枯水的河宽,使挖槽内流速大小接近崩岸前流速,对维持挖槽稳定十分有效。     

港口航道疏浚工程中的断面法挖槽土方量的计算分析

首先介绍了疏浚工程边坡坡度、超宽、超深的设计,进而介绍了港口航道疏浚工程中一种能提高精度的断面法土方量的计算模式,并提出了开发航道挖槽土方量计算软件的方法,提高了疏浚工程的经济性。     

漫滩水流动量修正系数特性分析与模拟

以明渠深度平均二维水流模型为基础,研究了漫滩水流的动量修正系数.结果表明,漫滩瞬时动量修正系数迅速增大,随后快速减小;滩槽宽度比越大,动量修正系数变化程度越大,而传统断面平均法的计算结果恒为1,与实际情况存在较大差异,不能用于水流漫滩的模拟.为了反映动量修正系数的实际变化规律,提出了水流漫滩时断面动量修正系数新的计算方...     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟初步研究

船舶航行操纵数学模型包括水流数学模型和船舶航行数学模型,其中水流数学模型是船舶航行模拟的基础。基于船舶航行操纵数学模型的基本原理,研究开发了船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,采用有限体积法对水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法,船舶航行数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型,并采用有限差分法离散求解船舶运动方程。根据实船或船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验资料,对所建立的船舶航行操纵数模进行了验证和参数率定,结果表明该船舶数模能够正确模拟船舶的航行操纵性能。     

树立新型人力资源观

本文建立了大同市松散沉积层的地质结构模型、地下水的三维流动数学模型及地面沉降模型,并应用MODELFLOW与IBS-1结合模拟了大同市地面沉降与地下水开采的关系。     

液舱晃荡与浮体非线性耦合运动分析(英文)

Nonlinear interactions among incident wave, tank-sloshing and floating body coupling motion are investigated. The fully nonlinear sloshing and body-surface nonlinear free surface hydrodynamics is simulated using a Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) higher-order panel method in time domain based on the potential theory. A robust and stable improved iterative procedure (Yan and Ma, 2007) for floating bodies is used for calculating the time derivative of velocity potential and floating body motion. An energy dissipation condition based on linear theory adopted by Huang (2011) is developed to consider flow viscosity effects of sloshing flow in nonlinear model. A two-dimensional tank model test was performed to identify its validity. The present nonlinear coupling sway motion results are subsequently compared with the corresponding Rognebakke and Faltinsen (2003)’s experimental results, showing fair agreement. Thus, the numerical approach presented in this paper is expected to be very efficient and realistic in evaluating the coupling effects of nonlinear sloshing and body motion.     

船舶高压空气复杂管网放空计算与试验

采用理论分析、仿真计算和试验测量相结合的手段,对现有高压空气放空质量流量计算方法进行评估.首先分析传统计算方法的根源和适用模型,并在计算程序中增加对亚音速流状态的计算.然后用Flowmaster软件对与船舶接近的主要高压放空工况进行建模计算.最后首次采用科氏力质量流量计测量了这几种放空工况的真实质量流量.对3种方法的结果分析表明:科氏力质量流量计可用于可压缩流高速流动工况的试验测量,采用Flowmaster计算出的质量流量曲线能更加接近试验测量曲线.     

Interaction of two three-dimensional explosion bubbles

The interaction of two underwater explosion bubbles was mathematically analyzed in this paper. Based on the assumption of potential flow, high-order curved elements were used to discretize the boundary integral equation and solve it. Assuming that gas inside the bubble follows the isentropic rule, the Euler-Lagrange method was used to trace the evolution of the bubble, and when calculating the singular integral, the singularity of the double-layer singular integral was eliminated by reconstructing a principal-value integral of double-layer potential so that a more precise result could be obtained. Elastic mesh technique (EMT) was also used when tracing the evolution of the bubble interface, and numerical smoothing wasn't needed. A comparison of calculations using this three-dimensional model with results of the Reyleigh-Plesset bubble model shows that the three-dimensional model and calculation method in this paper is practical. This three-dimensional model was applied to simulate the interaction of two bubbles under the action of gravity, and the dynamic characteristics of two bubbles near the surface was also analyzed. Bubbles influenced by surface effects and gravity present severe non-linearity. This paper provides a reference for research into the dynamics of multi-bubbles.     

渡船螺旋桨水动力性能的数值预报

采用计算流体力学（CFD）方法对某渡船螺旋桨的水动力性能进行数值预报.先用DTMB P5168桨验证数值模型和方法的准确性与可信性,数值计算其推力系数、力矩系数和敞水效率.整个计算域网格划分均采用全六面体形式,分别采用三种湍流模型进行计算.计算结果与实验的比较表明,SST模型和雷诺应力模型有近乎相同的计算精度,但SST模型的计算速度更快;推力系数误差最大5.8%,力矩系数误差最大为1.7%,敞水效率误差最大为4.3%.然后,将此方法运用到渡船螺旋桨,通过对渡船螺旋桨的网格灵敏度、尺度作用以及相关的流场分析,证明该方法能实现对螺旋桨敞水粘性流场的模拟,以及其敞水性能的预报.     

大侧斜螺旋桨敞水性能分析

使用计算流体力学软件FLUENT模拟某大侧斜可调桨敞水的粘性流场,并计算其水动力性能。使用前处理软件GAMBIT建立螺旋桨实体模型并设定计算域和划分网格。选取若干进速,采用RNG模型进行计算,得到大侧斜桨的推力及其转矩,与试验结果比较分析,证明计算模型的可靠性,从而实现对螺旋桨的敞水粘性流场模拟,预报其敞水性能。     

基于格子Boltzmann方法的方腔内自然对流与换热的数值模拟

基于双分布格子Boltzmann模型,建立了适合于流体流动和换热的热格子Boltzmann模型.温度分布函数中采用D2Q9离散速度模型.以热格子Boltzmann模型,模拟了方腔内自然对流的形成及其演化,通过与相关文献的计算结果对比可以发现,热格子Boltzmann模型在处理流体流动与传热方面存在着独特的优点,文中建立的数值模拟计算方法和程序是切实有效的.     

某型电池流道流阻计算的数学模型

本文提出了某型双极性堆式电池流道流阻计算的一种数学模型。该数学模型使用迭代计算方法并引入由试验结果获得的修正系数编制程序就可计算出不同流道尺寸参数下的流道流阻。这样在流道设计过程中,只需先通过程序计算出符合流阻要求的流道参数,然后按照参数制作模型进行流阻测量的验证试验即可,从而提高了设计效率,节约了人力物力。