基于脉冲响应函数法计算小尺度圆柱上的不规则波浪力

通过对波动传递函数的逆傅里叶变换建立脉冲响应函数的解析表达式,在仅已知不规则波波面过程线的情况下,利用脉冲响应函数与已知波面序列的卷积求得不规则波的速度场,并计算不规则波浪序列引起的水质点速度、加速度。通过与线性波浪叠加法的对比验证了方法的正确性,并应用Morison方程计算小尺度圆柱上的不规则波浪力。对不规则波浪力进行频谱分析得到:在非线性较弱时,脉冲响应法求得的波浪力谱与线性谱分析法的波浪力谱较为接近。随着波浪非线性的增强,脉冲响应法求得的速度力谱与线性谱分析法相比峰值不断增大,在低频和高频处能量增多,在主要能量区的谱宽也不断增加,而惯性力谱与线性谱分析方法结果基本相同。     

非线性波与可渗潜堤的相互作用数值模拟

把波浪场与可渗潜堤内部的孔隙流场作为一个整体问题,从Navier-Stokes方程出发,采用k-ε模型来封闭雷诺方程,作为波浪场的控制方程,以Forchheimer方程作为孔隙流的控制方程,用VOF方法跟踪自由表面,应用施主与受主单元模型求解流体体积函数F的输运方程。以椭圆余弦波为入射波,数值模拟了椭圆余弦波在可渗潜堤前后的波面变化过程,并得到了潜堤内部孔隙流压力的变化结果。     

基于细长体公式的Truss SPAR在波流中的运动响应预报方法

利用细长体公式和刚体非线性运动方程建立Truss SPAR在波浪与流中运动响应预报方法。通过波浪自由表面和SPAR中心线方程构造辅助函数,迭代计算Truss SPAR瞬时湿长度。根据SPAR主体形状特点和流场中水质点运动规律,分段高效积分Truss SPAR上的水动力载荷。通过Runge-Kutta-Fehlberg方法求解运动方程,得Truss SPAR在波浪与流中的运动响应。对一座Truss SPAR在不同波流工况中的运动响应进行了预报,结果显示波浪和流使Truss SPAR产生了明显漂移运动和振荡运动,漂移运动的大小与流的方向有关,而振荡运动的幅值与波浪的方向有关。     

导管架杆件波浪力试验研究

采用应变测力法,测试了导管架竖直和水平杆件上的波浪力随时间的变化过程。利用测得的数据,并基于莫里森方程和微幅波理论,用最小二乘法求得惯性力系数CM和绕流阻力系数CD;再通过拟合法得到惯性力系数CM及绕流阻力系数CD随KC变化的公式,试验结果为导管架浮游稳定性计算提供了技术支持。     

海龙湾波浪场整体数学模型研究

为了深入研究海龙湾港区的波浪情况,建立了海龙湾波浪场整体数学模型,对港区内外波浪场进行分析研究。利用扩展抛物型缓坡方程完成由外海到港区口门的波浪推演,模拟波浪由外海向近岸港区的传播过程。再利用椭圆型缓坡方程,模拟港区内的波浪分布情况。研究结果表明:推荐设计方案的港区防波堤对主波向的波浪做到很好的掩护,相较比选方案来说港内波浪条件更好,等值线图表明设计推荐方案是合理可行的。总体说来,该模型对海龙湾波浪场的数值模拟是有效的,为工程实际提供了科学合理的参考。     

波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围局部冲刷的数值模拟

本文利用数值方法研究了波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷,利用有限元方法建立了模拟波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷的数值模型.该数值模型波包括两个子模型:波流耦合场的数值模型和输沙计算的数值模型.通过波浪弥散关系的迭代计算可得到随流运动坐标系中的波浪频率和波向与流向的夹角.流场通过求解加入辐射应力项的浅水环流方程得到,波浪场通过求解含流的缓坡方程得到.然后通过两者的迭代计算得到波流场的耦合解.利用已获得的波流场的水质点的速度计算海床底面的剪切应力与泥沙的输沙率,通过泥沙守恒定律计算海底地形改变情况,在新的海底地形条件下重新计算波流场,重复这一过程直至地形稳定.本文中首先利用数值方法计算了波流共同作用下大尺度孤立圆柱周围的局部冲刷,计算结果与物理模型试验的实测值吻合得较好.在此基础上,本文计算了多组墩群周围的的部冲刷的算例,并与相同条件下孤立圆柱周围的局部冲刷结果进行了比较,以研究墩群中各柱间的相互作用对局部冲刷的影响.     

大规模海浪交互模拟

提出了一种仿真拥有交互物体的大规模海洋场景的有效方法。首先采用复合动态网格来仿真海面网格;其次,采用基于频谱统计的FFT算法对非交互波浪进行仿真,求得非交互波浪的高度场;接着,以船行波为例,重点分析了交互波产生的位置和时机,通过引入仿真引擎和求解二维波动方程来实现对交互波的仿真,求得交互波的高度场。最后对两种波的高度场进行叠加,从而实现对海洋场景的整体仿真。实验结果表明,能在保证实时绘制的前提下达到较好的真实感,适用于拥有交互物体的大规模海洋场景的仿真。     

波流数值水池模拟研究

波流共存时会产生复杂的非线性相互作用,其联合作用比单纯的波浪或单纯的海流问题要复杂很多.基于不可压缩流体N-S方程建立数学模型,VOF法追踪自由液面,通过在动量方程中添加源项实现阻尼消波,利用商业软件平台FLUENT加载UDF进行二次开发,模拟了规则波与均匀流以及规则波与剪切流的波流数值水池.分析了均匀流与波浪的相互作用,得到了波流同向、波形变长、波幅降低、波流相向则影响相异等结论.探讨了剪切流对波浪的影响,并对计算结果进行了函数拟合.     

粤东后江湾近岸波浪场数值模拟

利用缓坡方程对粤东后江湾近岸波浪场进行了模拟。结果表明后江湾波浪主要在岸线附近发生变形。近岸岛礁对后江湾波浪传播有重要的影响。底摩擦耗能作用因波浪入射方向而异,ESE、E向入射波因底摩擦耗能少,近岸易产成大浪。     

大尺度结构船舶波浪线性载荷数值计算

在大尺度船舶结构设计过程中,为满足强度要求,需把线性波浪载荷考虑在内。在切片理论的基础上,计算波浪载荷数值,误差大,准确性低。针对上述问题,提出基于三维势流理论波浪载荷数值计算方法。根据三维势流理论定义给出该计算方法的假定条件,在此基础上,设计速度势方程,并利用格林函数法求解,计算在长期预报情况下的船舶线性波浪弯矩,完成波浪线性载荷数值计算。结果表明:基于三维势流理论的波浪载荷数值计算方法在准确性方面要优于基于切片理论的波浪载荷数值计算方法,误差减小0.4×106 Nm,基本完成了载荷精确计算的目的。     

论常数变易法求解微分方程

常微分方程具有一般数学的特点:抽象性、严密性,又具有本身的特点,即与工程技术紧密相连,实用性强.而常数变易法是解线性微分方程行之有效的一种方法。     

Experimental uncertainty of a physical model of a tanker moored to a terminal in a port

This paper presents the uncertainty modelling of experimental results for a physical model of a tanker moored to a terminal inside a port. The physical model was built for an oil terminal at the port of Leixões in Portugal. The model incorporates the new modified port layout, as well as a future 300 m extension of the port outer north breakwater to enhance operational conditions. The physical model tests were performed on a scale of 1:80 in the Portuguese Civil Engineering Laboratory (LNEC). A generic mooring system of four mooring lines and two fenders is simulated using a nonlinear spring system. Decay tests are carried out to evaluate the natural periods of the moored model. Then, tests are carried out for the moored model in waves. The major aim of the experimental study is to obtain novel results for the wave elevation and direction at various locations inside the port, the ship motions at six degrees of freedom, and loads on mooring lines and fenders including the modified port layout. As the physical model measurements are subjected to different types of uncertainties, a systematic uncertainty analysis is carried out here, following ITTC guidelines and recommendations, to quantify all possible sources of uncertainties. The results are discussed, and several conclusions are reached. Based on the experimental results, the presented physical model study may replicate the results for waves and motions with uncertainties less than 9% of the significant amplitudes. The assessment of the applied nonlinear spring model reveals load predictions on the moorings, with uncertainties less than 4% of the maximum mooring loads.     

电缆燃烧性能的实验与仿真研究

在剖析电缆火灾原因的基础上,利用实验方法对阻燃电缆的阻燃性能进行了研究,得出了其在火焰中具有良好的抗火能力;之后利用破坏性实验进一步证明了阻燃电缆的良好抗火性能;然后利用FDS火灾模拟软件对无电缆参与的火灾和有电缆参与的火灾进行了仿真研究,得出了电缆在火灾中是否被引燃主要取决于是否与火焰直接接触的结论;最后,建议人们在电缆防火设计时,重点关注那些容易接触火焰的电缆。     

船用柴油发电机模拟机的设计

柴油发电机是舰船上重要的电源装置,它的性能直接影响到船上的电力系统性能。本文以某船用12相、8极柴油发电机为原型,详细阐述了其模拟机的设计方法。其模拟机的研制,对船上电力系统动态模拟和研究、船用柴油发电机的设计和研制提供了新的手段。     

麦哲伦:英雄还是海盗

麦哲伦(Magellan，Ferdinand)，葡萄牙著名航海家和探险家．先后为葡萄牙(1505～1512)和西班牙(1519—1521)作航海探险。5个多世纪以来，人们对麦哲伦崇拜得很，都把他看作是世界英雄，因为他是第一个完成环球航行的航海家。这一创举实际上以无可争辩的事实证明了地圆说。从这个意义上讲，麦哲伦的确是     

高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放特性

为优化某船用柴油机的燃烧室的"油-气-室"匹配,降低有害物排放,运用AVL Fire对原型燃烧室改用不同燃烧室进行额定工况模拟.结果表明,高低型双涡流室双缩口燃烧室能在上涡流室形成"飞轮效应",相对于原型燃烧室,不仅能增加功率,而且能降低Nox和SOOT的排放.对高低型双涡流室双缩口燃烧室设置不同的高低涡流室的半径比r/R和喷油夹角进行计算.结果表明:随着r/R从0.3增加到1.3,Nox和SOOT的排放量均先减少后增多;当r/R为0.7时,Nox和SOOT的排放量均最少.当喷油夹角为140°～165°时,随着喷油夹角的增大,Nox的排放量先减少后增加,随后再减少,最后又升高;SOOT排放量先减小后增大,随后再减小.     

名筆，男人的珠宝

没有人可以反驳，笔和手表是男人的珠宝。如果你不屑一顾地说：现在哪还有人用笔呢？那么我们也只能同样不屑一顾地对你说：对不起，你一定不是个足够成功而且有品位的男人，所以无法理解名笔对于成功男人的重要性。     

Characteristics of a bubble jet near a vertical wall

A numerical model of a coupled bubble jet and wall was built on the assumption of potential flow and calculated by the boundary integral method. A three-dimensional computing program was then developed. Starting with the basic phenomenon of the interaction between a bubble and a wall, the dynamics of bubbles near rigid walls were studied systematically with the program. Calculated results agreed well with experimental results. The relationship between the Bjerknes effect of a wall and characteristic parameters was then studied and the calculated results of various cases were compared and discussed with the Blake criterion based on the Kelvin-impulse theory. Our analyses show that the angle of the jet＇s direction and the pressure on the rigid wall have a close relationship with collapse force and the bubble＇s characteristic parameters. From this, the application range of Blake criterion can be determined. This paper aims to provide a basis for future research on the dynamics of bubbles near a wall.     

首艘尖头蜗尾船型的研究

本文阐述了监督73~*艇的船型研究要点,文中给出了该艇船模快速性、操纵性试验主要结果以及实船试航结果。