深海采矿全流向试验设施造流仿真研究

为优化深海采矿试验设施造流区域流速分布，采用计算流体力学软件对试验设施的造流测试区进行了二维模拟。模拟结果显示：7台送水水泵，7台回水水泵的方式，能够在圆形试验设施中央10 m×10 m范围内形成0.25 m/s和0.05 m/s平均流速的测试区，并且两种工况下的湍流强度都可以控制在10%以下。通过研究可得出结论：采用中间流量稍小，两侧逐渐增大的造流方式，可在圆形试验区中央区域形成从0.05 m/s～0.25 m/s范围内的水流速度，均匀度可控制在±10%以内，且湍流度可控。     

航海安全水池三维造波机造波特性与实际波浪模拟应用

对船研所风、浪、流水池造波机的皮特性结合具体工程试验提供一些基本测试参数和使用范围,以波谱形式给出二维不规则波模拟结果,便于今后使用时进行参考。     

基于摇板式造波机的无反射造波仿真

在海洋工程水池试验中,造波机与模型之间的二次波浪反射严重影响试验结果的准确性和可靠性。在势流理论的基础上,采用边界元法建立了二维线性数值波浪水池。通过数值模拟结果与解析解的比较,证实该数值波浪水池的适用性。采用全相位频谱分析方法作为水动力反馈,对入射和反射波进行分离,以分离的反射波信号控制摇板运动以达到吸收二次反射波浪的目的。在此基础上,对摇板式造波机在数值波浪水池中进行了无反射造波仿真试验。仿真结果表明,采用无反射造波后,能有效减弱波浪的二次反射。     

基于CFD的海洋深水试验池造流系统数值模拟

海洋深水试验池的造流系统是深水池设计和建设的关键技术之一,其设计水平直接决定了水池能否正确模拟深海海洋环境,以及水池开展海洋工程深水试验研究的能力.本文结合上海交通大学设计建造中的海洋深水试验池,通过CFD计算,对水池内整体流场进行了数值模拟,以研究流速和压力分布等流场特性.计算结果表明,设置在进水和出水廊道内的穿孔压力墙是深水造流系统中的关键整流设备,可使水池内的流速实现均匀分布.此外,穿孔压力墙表面的粗糙度大小也会对水池内流场产生显著影响.数值模拟的结果为海洋深水试验池的设计和建造提供了参考.     

二维圆柱绕流数值模拟

对于椭球体绕流问题，可以考虑利用二维切片法的思想将其剖成一个个圆剖面，研究圆剖面的二维流动问题即二维圆柱绕流问题。采用Fluent软件，分别用多种流动模型在高雷诺数下对定常和非定常状态的圆柱绕流进行了数值模拟，计算得到圆柱绕流的升阻力系数、分离点位置、Strouhal数、流函数等结果，并与文献中的实验结果进行了比较，得到相应比较合理的计算模型。     

基于势流-黏流双向耦合模型的数值造波

采用开源程序OceanWave3D和OpenFOAM提出了一种势流-黏流双向耦合数值造波方法。为提高数值稳定性，在势流域内的重叠区域内建立松弛区域。松弛区域的波高从黏流域直接插值获取，而速度势则根据水面边界条件方程用速度插值间接计算。基于4阶Runge-Kutta算法实现时间推进，并通过线性波、非线性波和不规则波，包括波浪正向、反向传播和二维、三维数值模拟的算例进行验证。计算结果表明，论文的势流-黏流双向耦合模型准确高效，可应用于实际海洋工程波浪的模拟。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的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,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。     

上海船研所拖曳水池造波机系统改造

重点介绍了上海船舶运输科学研究所拖曳水池造波机设备的更新改造，给出了设备要求的各项技术参数指标，对要解决的主要技术问题和各关键部件的更新进行了认真的分析并提出相应的解决办法。同时，给出了规则波重复性试验和二维不规则波模拟试验数据结果。     

深水池垂向流的数值模拟

针对海洋深水试验池造流系统，运用CFD软件对均匀和非均匀垂向流速剖面进行数值模拟，分析研究了试验区域内水流在三个方向上的流速分布情况以及湍流强度的变化，并与目标流速进行了比较。结合模型试验，表明数值模拟的结果是可靠的，深水池能够较为准确地模拟出不同垂向流速剖面的海流，对海洋深水试验池的设计有着重要的参考价值。     

二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用

通过建立的基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,对马家咀航道整治一期工程建设前后的河道水流运动进行模拟计算。结果表明:工程建设前后工程河段水位变化较小,工程附近河段水流流态及水流流速分布无明显变化。研究建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,能在防洪影响评价中对工程前后河道水流、水位变化变提供较为可靠的依据,具有实用价值。     

湛江东海岛近岸潮流场数值模拟

将Smagorinsky亚网格模型引入ADCIRC潮流模型求解涡粘性系数,使模型在模拟近岸潮流方面更加合理。为进一步揭示中海油气开发利用公司广东沥青项目码头工程海域的潮流变化,利用改进的ADCIRC模型对湛江东海岛海域潮流场进行了合理地模拟和分析。结果表明该工程港池和进港支航道的开挖对湛江主航道影响很小。工程建设只改变了工程区海域的局部流态,并且新开挖航道的水动力条件有助于船舶顺流进港。     

上海洋山港北港区潮流模型试验研究

通过潮流物理模型试验 ,模拟了洋山港区北港区布局方案实施前后 ,港池和航道流速变化特征、水流流态、港区通道潮流变化 ,并估算出通道水域水深变化。     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

110kV单芯高压电缆护套环流抑制措施

110 kV单芯高压电缆护套环流的产生危及电网系统安全运行。为此,需采用行之有效的措施对环流加以抑制。采用ATP仿真软件对电抗器抑制方法进行系统仿真,并根据系统继电保护要求对电抗器进行电磁参数和动热稳定设计、试制、试运行。电抗器方法的使用在国内尚属首次。计算及试运行的结果表明:该方法抑制环流效果明显。局限性:当三相不平衡时,电抗器不能补偿相位。本方法对单芯高压电缆护套环流问题的处理具有实用、推广意义。     

海庙港扩建工程方案港池航道泥沙淤积研究

通过数学模型模拟海庙港扩建工程实施后港池、外航道的流速变化,利用淤积计算公式,得出港池、外航道的淤强及淤积量。外航道淤积计算由悬沙落淤、推移质淤积两部分组成。港池平面为环抱式,故淤积计算由两部分组成,一是纳潮棱体引起的悬沙落淤;二是口门环流形成的悬沙落淤。     

MIKE21 HD计算原理及应用实例

简要说明平面二维水流数学模型MIKE21的功能和应用情况,较详细地介绍该软件中的水动力学模块(HD模块)的计算原理和计算参数,以渤海湾大范围潮流场和天津港国际邮轮码头工程港池小范围潮流场数值模拟为例,展示该模型的模拟效果。结果表明,该模型可较好地反应实际情况。随着计算机技术的发展,数学模型和数值试验在科学研究、工程设计中的地位和作用不断提高,将水动力数值模拟全过程设计成软件包,配合良好的前、后处理工具,降低技术门槛,可使其通用性大大加强,是未来水动力数值模拟发展的方向。     

基于改善水体交换能力的环抱式长港池布置优化

针对单口门环抱式长港池水体交换不畅的问题,以大连港太平湾港区为例,提出开辟港池底部与外海水体交换通道的布置方案.利用平面二维水动力及水体交换模型,研究港池底部通道不同开口宽度和底高程对水体交换能力的影响.结果表明:港池底部通道开口后,港池水体交换能力可以提高30％以上,而通道底高程影响较小.研究成果对于环抱式长港池规划...     

施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析

为了全面地了解珠海港LNG航道附近海域的潮流分布特征,在查阅有关该海域及其附近海域水文特征的基础上,结合模拟区附近的测流站、验潮站资料以及有关前期工作资料,采用数值模拟方法对工程海区及其附近海域的潮流场状况进行了数值模拟计算,再现了模拟区的潮流运动过程和特征。在海域潮流场进行模拟计算的基础上,对挖泥施工过程产生的悬浮物的扩散浓度场进行预测,以此来分析建设施工期间对附近海域水质的影响。     

浊流沉积的CFD模型(英文)

Simulation of the flow and deposition from a laboratory turbidity current, in which dense mixtures of sediment move down a narrow, sloping channel and flow into a large tank. SSIIM CFD software is used to model 3-D flow and deposition. SSIIM predicts the height of the accumulated mound to within 25% of experimental values, and the volume of the mound to 20%～50%, depending on the concentration of sediment and slope of the channel. The SSIIM predictions were consistently lower than experimental values. In simulations with initial sediment volumetric concentrations greater than 14%, SSIIM dumped some of the sediment load at the entry gate into the channel, which was not the case with the experimental runs. This is likely due to the fact that the fall velocity of sediment particles in SSIIM does not vary with sediment concentration. Further simulations of deposition from turbidity currents should be attempted when more complete experimental results are available, but it appears for now that SSIIM can be used to give approximate estimates of turbidity current deposition.