超级导流管的模型试验研究

设计并制作了超级导流管试验模型,进行了船舶光体阻力和自航试验以及加装超级导流管的船模自航试验。在不同航速时,研究了超级导流管几何形状和纵向安装位置对其节能效果的影响。试验结果表明:在船尾加装超级导流管可以起到节能的效果,并且以12o开角的超级导流管处于中间位置(位于螺旋桨盘面前,与螺旋桨直径的比值分别为0.2232)时节能效果最佳。     

回转式导流管制作工艺研究

简要介绍了在无大型机床设备条件下 ,为承制回转式导流管而制订的制作工艺。经实施后检测各项技术参数 ,全部合格 ,符合设计要求 ,经日本NK船级社检验质量合格     

导流管结构设计方法研究

对导流管结构区域进行了划分,对导流管结构设计的规范要求进行了研究。分析并得到了三种导流管结构设计方法,包括壳板、加强隔板、支撑结构的设计,刚度衡准条件,以及焊接工艺的设计。对大型拖网加工船的导流管进行设计计算,分析对比了不同设计方法的计算特点和适用范围。对比认为方法二的设计考虑了冰区航行船舶的要求,具有更广泛的适用性。     

船舶导流管制造与焊接工艺研究

对船舶导流管的结构与形式以及其功效进行了阐述。结合实际施工建造中的实例,对3530kW(4800HP)拖轮的导流管的胎架制作、导流管焊接、定位安装等工艺措施和方法进行研究和分析。运用该工艺,使导流管的建造精度得到有效控制,并取得良好的效果,为同类型船舶提供借鉴。     

混合网格在滑行艇阻力数值模拟中的应用

为探讨适用于滑行艇全航速段数值模拟的网格划分方法,本文采用CFD技术研究了混合网格在滑行艇阻力数值模拟中的适用性,采用了不同数量的混合网格对滑行艇粘性绕流场进行了数值模拟,对阻力进行了计算,并且对比了不同网格数量对计算结果的影响,分析了其中的原因,得到了适用于滑行艇阻力数值计算的混合网格。在此基础上采用所得到的网格划分方式对滑行艇全航速段进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较,两者吻合较好。     

90000 DWT半潜船螺旋桨导流管的安装

90 000 DWT半潜船为我司建造的全球第二大载重吨半潜船,为双桨双舵双导流管设计,螺旋桨导流管为该船节能降耗装置,体积重量大,安装精度高,作业环境复杂,无相关经验可参考,因此需研究出一套安全可靠,简便高效的安装工艺方法,提效降本,保证螺旋桨导流管的安装精度,使螺旋桨导流管达到设计的各方面参数要求.     

面向交界面网格的超网格算法研发及CFD应用

交界面网格是一种广泛应用于船舶CFD模拟的技术,其中网格间的插值算法是决定不同计算域之间流场信息传递精度的关键因素。论文面向船舶自航等复杂CFD模拟的应用需求,以开发交界面网格的高精度、守恒型插值算法为目的,开展超网格算法研究。介绍了超网格的概念和超网格算法的实现流程,包括贡献单元搜索与筛选、超网格生成、几种典型空间曲面交界面及其组合的处理及通量输运与重构方法。着重解决曲面交界面网格不共形的问题,以及圆柱形、圆锥形、圆台形及其组合体的超网格生成算法,并用典型分布函数测试和验证算法的精度和守恒性。对一艘散货船JBC船模开展了带与不带节能导管的自航CFD模拟和节能效果评估,与非守恒性插值算法模拟以及模型试验结果的对比表明,论文研究开发的超网格算法能有效提高自航模拟和节能效果评估的精度。     

水轮机影响域的数值仿真计算

运用CFD方法,建立潮流能水轮机分析模型,采用MRF(多参考系)模型和滑移网格技术对水轮机进行水动力性能的模拟计算,验证了CFD方法预报水轮机性能的可靠性。初步总结水轮机在潮流中工作的水动力特性,并计算了水轮机间距对水轮机性能及尾流场的影响。结合Fluent后处理软件Tecplot对计算结果处理分析,得到水平轴水轮机在工作过程中对周围流场的影响。研究发现,当水轮机间距为2D时,水轮机相互影响较小,在水轮机尾后方4D处,速度基本恢复为来流速度。为海上可再生能源试验平台的概念设计提供了参考和指导,为平台总布置设计提供了有意义的理论基础。     

支持笛卡尔混合网格的不可压流动CFD求解器开发与验证

使用切割单元法并结合贴体棱柱层网格来处理物面边界层的笛卡尔混合网格,体现了近年来网格技术发展的趋势.但是在笛卡尔网格和棱柱层网格的结合部,会存在少量网格单元尺度变化剧烈和网格倾斜率高等问题,从而导致数值不稳定和非物理振荡等.为了解决这一问题,在自主开发的CFD求解器中引入梯度限制器,并对相邻单元间界面的插值进行了特殊处...     

基于 EMTDC-Simulink 的综合电力系统混合仿真

针对综合电力系统(Integrated Power System,简称 IPS) 包含大量非线性元件等特点,在传统电力系统混合仿真原理基础上提出时步保持算法,利用 EMTDC 软件的用户自定义模块及其与 Matlab 兼容的功能,在两种软件中分别搭建不同网络的仿真模型并采用不同步长进行仿真.利用该方法不用计算解耦后系统的等效网络,在未能获取含有大量开关器件及特殊元件的电磁网络诺顿等值参数的情况下仍能实现多步长混合仿真.对比验证了该方法的精确度、观测系统动态特性和可操作性.     

基于结构化网格技术的螺旋桨定常空泡性能数值分析

为了研究定常状态下螺旋桨的敞水性能和空泡性能,采用基于粘流理论的CFD方法开展了系统地计算分析。采用结构化网格方案,将计算区域划分为两个计算区域,内域包含螺旋桨,并将桨叶表面以及桨毂表面的网格进行加密。通过将螺旋桨推力、转矩系数及效率等水动力特性参数的计算值与试验数据进行对比分析,验证了本数值方法的可靠性。利用多相流混合模型计算了螺旋桨的定常空泡性能,并简要分析了不同空泡数下的螺旋桨空泡性能,为以后预报螺旋桨空泡性能提供一种可行方案。     

粘流方法的螺旋桨尾流场数值分析(英文)

The computational fluid dynamics(CFD) method is used to numerically simulate a propeller wake flow field in open water.A sub-domain hybrid mesh method was adopted in this paper.The computation domain was separated into two sub-domains,in which tetrahedral elements were used in the inner domain to match the complicated geometry of the propeller,while hexahedral elements were used in the outer domain.The mesh was locally refined on the propeller surface and near the wake flow field,and a size function was used to control the growth rate of the grid.Sections at different axial location were used to study the spatial evolution of the propeller wake in the region ranging from the disc to one propeller diameter(D) downstream.The numerical results show that the axial velocity fluctuates along the wake flow;radial velocity,which is closely related to vortices,attenuates strongly.The trailing vortices interact with the tip vortex at the blades’ trailing edge and then separate.The strength of the vortex shrinks rapidly,and the radius decreases 20% at one diameter downstream.     

多智能体航道通航标准仿真技术

以往对港口生产作业状况的分析均集中于基于船舶流的航道通过能力研究。将港口生产运营视为随机的服务系统,考虑通航环境的各种随机因素对航道通过能力的影响,并兼顾航道与泊位、锚地的匹配性。研究运用多智能体仿真技术,基于Anylogic仿真软件平台,分析船舶进出港全部流程的逻辑结构,建立模拟港口生产运营系统的仿真模型,科学、客观地反映港口的实际生产运营情况,可为港口规划布局和航道项目建设提供技术支撑和决策依据。     

基于重叠网格的导管桨非定常水动力性能数值模拟

为了研究特种推进器导管桨在非定常下的水动力性能,本文提出一种基于重叠网格的方法,实现了导管桨旋转过程中的非定常水动力性能仿真高精度模拟。本文通过求解RANS方程,采用湍流模型Realizableκ-ε,借助新款计算流体软件STARCCM+,应用重叠网格技术和MRF模型分别计算了导管桨在非定常与定常时的水动力性能,分析了压力流场细节,并与已有试验值进行对比,验证了采用重叠网格技术和STAR CCM+流体软件应用于导管桨非定常和定常水动力性能计算的可靠性。研究结果表明,应用重叠网格技术获得的非定常水动力性能的计算精度更高,尤其是在螺旋桨的推力和扭矩方面。     

数值模拟在船型方案优选中的应用

随着计算机和CFD技术水平的提高,数值模拟所需时间逐渐缩短、准确度逐步提高,利用数值模拟作为一种辅助手段进行方案择优已经逐渐流行。本文利用商用软件对广船国际提供的某油船三种线型进行了设计和结构吃水工况下的数值计算,包括阻力、自航计算,并且根据ITTC推荐规程做了实船尺度下的数据分析;以实船尺度下保持目标航速所需要的收到功率最小为评判标准,通过对该船三个方案线型不同吃水情况下计算结果的比较分析,评价了线型方案的优劣。通过数值模拟结果与物理试验结果的比较分析,验证了本文计算方法可靠性和准确性,也展示了数值模拟在船型方案择优过程中的作用,可以用于综合评价不同方案线型的船舶水动力性能。     

螺旋桨与毂帽鳍集成一体化优化设计方法研究

  目的  随着绿色船舶理念的兴起,船舶水动力节能技术逐渐成为研究的热点。为降低船舶航行中的能耗,  方法  采用上海交通大学万德成教授课题组自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,对毂帽鳍的水动力特性进行预报;为了更好地考察毂帽鳍与螺旋桨之间的相互影响,计算时分别考察毂帽鳍对桨叶、桨毂以及毂帽的影响。  结果  结果显示,桨毂和毂帽受毂帽鳍的影响较小,毂帽鳍可明显降低螺旋桨扭矩,但对推力的影响较小;进一步研究发现,雷诺数对毂帽鳍的节能特性具有较大影响且存在着一个临界值,当低于临界值时,随着雷诺数的增加,其节能效果会有较大的提升,而在达到临界值后,其节能效果基本保持不变,从侧面说明了在达到临界雷诺数的实尺度时,毂帽鳍会有更好的节能特性。  结论  研究充分证明采用naoe-FOAM-SJTU求解器研究毂帽鳍的节能特性可靠,可为更多种类的节能装置研究提供参考。     

基于数值模拟的船艏抗气泡性能分析

对船舶静水中航行问题进行了CFD数值模拟,分析了船艏抗气泡性能。为获得船体周围气泡分布规律,在船前来流中添加气泡,并基于拉格朗日描述法追踪气泡的运动。根据计算得到的气泡分布特点,通过修改船艏线型改善了船舶的抗气泡性能。此外,开展了模型试验,通过船体表面的流线验证了数值模拟方法的可靠性。     

基于AMESim的燃燃联合动力装置并车仿真研究

针对燃燃联合动力装置(COGAG)建立仿真试验系统,以燃燃联合动力装置为研究对象,仿真平台采用仿真软件AMESim,对动力装置的各个部件进行建模采用的是模块化的建模方法,建立了燃燃联合动力装置系统的仿真模型,利用该模型对单台燃机的动态过程、两台燃机的并车过程进行了仿真和验证。此外,将AMESim中的仿真模型与MATLAB/SIMULINK中的仿真模型相对比,表明AMESim软件能够较好地完成物理模拟,并使研究者从繁杂的数学模型中解脱出来。     

基于MATLAB/SIMULINK的气垫船动力系统仿真研究

开展气垫船动力系统仿真是研究气垫船动力系统动态性能的重要手段.建立了某型全垫升气垫船推进、垫升系统及船体的数学模型,采用系统仿真的方法,建立了基于MATLAB/SIMULINK仿真平台的仿真模型.通过选择典型工况和参数设定值对仿真模型和程序进行校核和调试,并以此仿真模型对几种典型工况的动态性能进行了仿真计算.研究结果可为该型船动力系统的设计、试验和使用提供参考.     

Key technology of ship product data exchange based on STEP

In this paper, in order to implement the share and exchange of the ship product data, a new kind of global function model is established. By researching on the development and trend of the application of ship STEP （ standard for the exchange of product model data） standards, the AIM （application interpreted model） of AP216 is developed and improved as an example, aiming at the characteristics and practical engineering of ship industry in our country. The data exchange interfaces are formed based on STEP in the CAD/CAM for the ship by all function modules and shared databases under the global function model. The share and exchange of all information and data are solved in the design, manufacture and all life-cycle of ship products among different computer application systems. The research work makes foundation for the ship industry informatization.