闸墙长廊道侧支孔输水系统出流均匀性分析与布置优化

针对船闸分散式输水系统前后段支孔出流流量及出流时间不同的问题,依托国内某已建船闸,建立数学模型,通过计算数据与实测资料的耦合,验证模型适用性。在模型基础上修改支孔面积,模拟不同支孔面积比下各支孔的出流量,并利用方差和均匀性系数评价不同工况的出流均匀性。结果表明：1）支孔出流量前端支孔出流较早,输水中期和后期的流量较小;末端支孔出流较晚,但由于管道末端的压力较大,输水中期和后期的流量较大。2）支孔出流均匀性随前后支孔面积比的增大呈现先提高后降低的趋势。3）本工程前后支孔面积比情况良好。     

汽轮发电机组滑油管路高频噪声的消除

汽轮发电机组在试验调试期间,滑油管路产生尖叫声,噪声指标大大超出设计要求.通过分析认为滑油管路走向复杂,滑油经节流孔板节流后产生了高频噪声.经过节流孔板结构型式的改造,高频噪声得以消除.利用计算软件对节流孔板进出口附近的滑油流场进行理论计算,结果表明改进的节流孔板降低了滑油在管路中的流速,减弱了滑油流动时产生涡的强度,缩短油流稳定时间和距离,使滑油流动在很短距离内稳定,避免出口出现弯头时产生噪声和振动,达到消除噪声尤其是高频噪声的目的.     

翻边开孔对矩形板振动频率的影响

研究了带有翻边长圆开孔矩形板的振动特性。利用ANSYS软件建立翻边开孔矩形板的参数化有限元模型,获得不同开孔参数(开孔率、翻边高度、开孔位置及转动)情况下结构的前两阶固有频率。在此基础上数值分析翻边开孔参数对矩形板前两阶固有频率的影响,发现翻边开孔能显著改变矩形板的固有频率,且与板的边界约束条件有很大关系。研究结果为实际结构的翻边开孔设计提供了参考。     

新型折流板装置运动机构优化研究

随着燃机动力的发展,现有活动式折流板装置在动力试验尾气折流中已无法满足未来的使用要求。针对现有折流板装置的不足,采用将折流板气流冲刷面与车辆通过面分离的方法,提出一种新型折流板方案,并对新型方案的车辆通过面和运动执行机构进行优化,以降低装置的重量及对动力源的需求。最后对新型装置的性能参数进行分析,为后续设计提供参考。     

进气道气流折转角度对压气机进口流场均匀性影响

以燃气轮机进气竖井转折角度变化对压气机进口速度场均匀性影响为出发点.建立了七个不同进气转折角的进气道模型,采用数值模拟的方法,从进气流场均匀性和进气阻力两个方面对不同模型进行计算分析,得到了进气竖井气流折转角度的变化对于压气机进口流场均匀性的影响规律,以及对整个流场的阻力特性的影响.研究成果为设计制造高性能的船用燃气轮机进气道提供比较可靠的依据.     

高压气底吹进气吹除主压载水舱过程分析

采用直接求解流动控制方程的CFD方法对高压气底吹进气吹除主压载水舱过程进行分析。获取吹除过程关键参数,着重分析通海孔面积、气源压力对吹除过程的影响,探索高压吹除过程一般性规律。底吹进气高压气出流方向与通海孔水流方向相反,高压气由通海孔泄漏较少;通海孔面积越大,气源压力越高,吹除用时越短;通海孔面积的增加可以有效减少吹除过程中的高压气消耗,对降低主压载水舱内的压升也有显著作用,通海孔面积增大2倍,3种工况下主压载水舱内的最大压升分别减小0.01 MPa,0.10 MPa和0.15 MPa;吹除过程中高压吹除管路出口气流速度可达1Ma以上,管路出口段的温降也明显大于管路入口段,应将不耐低温的阀门和仪表布置在管路入口段附近。     

流泥的工程特性分析研究

针对我国沿海港口中黄骅港、深圳港、连云港港、天津港4个地区的代表性流泥进行室内试验分析,并对黄骅流泥进行了室内大型模型槽真空预压试验.分析认为,黏土矿物的种类与含量是影响淤泥性土强度的主要因素;淤泥性土含水率和其十字板强度之间存在着良好的相关关系;采用真空预压法加固大面积高含水率的超软土要进行现场试验研究.     

烧结式均温板散热性能研究

以烧结铜粉为毛细芯的均温板作为实验对象,研究毛细芯结构参数、充液率、加热面积对均温板传热性能的影响,并与纯铜板进行性能比较.实验结果表明:粒径为90μm的毛细芯结构均温板传热效果最好,在充注率为90%情况下均温板性能最佳,大面积热源要远低于小面积热源下的均温板热阻值.在上下板之间烧结毛细芯柱,可大大缩短回液路径,减小回液阻力,从而减小均温板热阻.     

重力惯性袋式复合除尘器进气导流板的结构设计与优化

为了优化除尘设备的入口结构,设备运行过程中导流板对除尘设备入口处气流的分配情况,进而达到提高除尘设备的效率、降低成本的目的,采用Workbench和Fluent软件对重力惯性袋式复合除尘设备导流板自身的力学特性进行静力计算与入口处的流场分布进行数值模拟计算;针对现有导流板存在的结构缺陷所导致入口气流分配问题,提出一种新的结构改进方案,通过多学科优化软件Isight对多个设计变量进行多目标集成优化,得到最优设计方案,新设计方案使得导流板所受压力减小了5. 07%,除尘设备入口处最大流速减小了16. 87%,前导流板最大形变减小了83. 69%,后导流板最大形变减小83. 85%.     

沿岸航行肥大型船舶的流场偏移特性研究

以国际标准油船KVLCC2为研究对象,基于RANS方程,对其沿岸航行时在浅水与岸壁效应联合作用下船体周围黏性流场的变化特性进行数值模拟.对网格无关性和湍流模型进行验证,并将水动力和流场计算结果与试验值相对比,以验证数值方法的可行性.改变水深、船-岸距离和航速3个参数,计算对比周围流场的变化、船体表面压力的变化和伴流分数的变化,重点分析船尾伴流的偏移特性,给出桨盘处伴流分数的变化趋势和平均值.研究结果表明,随着水深和船-岸距离的减小,桨盘处伴流分数沿周向的分布呈不对称性;水深和船-岸距离同时减小会使桨盘处流场向岸壁偏移更明显;航速变化对流场偏移的影响较小.     

潜艇新型整流方法的设计与试验研究

潜艇桨盘面处伴流的不均匀性是造成潜艇螺旋桨在旋转过程中产生振动和噪声的重要原因。分析了潜艇桨盘面伴流场,认为潜艇马蹄涡是影响伴流不均匀性的关键因素。基于对潜艇马蹄涡产生机理的分析,提出运用整流片来削弱马蹄涡的影响、降低潜艇桨盘面伴流不均匀性的尾流控制方法。开展了潜艇模型尾部伴流风洞测量试验,试验结果显示整流片能够使潜艇桨盘面伴流不均匀性下降30%至50%,证明了整流片的尾流控制效果,展现了整流片广阔的工程应用前景。     

船用堆堆芯控制棒分布对围板/反射层不连续因子的影响分析

针对控制棒大距离移动时积分价值计算有较大误差的问题,分析发现船用反应堆围板/反射层节块的等效均匀化参数尤其是不连续因子受反应堆内控制棒的分布状态影响是导致误差的主要原因,通过引入二维围板/反射层等效均匀化参数计算方法详细计算不同棒态下围板/反射层的均匀化参数,最后经验算发现,能够使积分价值计算误差控制在2%以内。     

冲击载荷作用下LNG燃料罐防波板参数多目标优化

LNG(液化天然气)燃料罐在冲击载荷作用下会产生液体冲击力,设置防波板是减少液体冲击力的有效措施.基于此,以防波板位置、形状等参数设计正交试验,运用Ansys workbench流固耦合方法模拟燃料罐在冲击载荷下的受力过程并求出封头的冲击力和防波板的线性化应力;构建响应值与结构参数的二次响应回归方程;以防波板的防波效果和结构强度为优化目标,利用遗传算法的gamultiobj函数进行多目标优化,研究防波板结构参数对优化目标的影响,最终挑选出Pareto最优解.本研究使防波板的防波效果和结构强度均得到了提高.     

开孔围壳流激振动特性的试验与数值计算研究

对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响.首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场的压力作为载荷,运用FEM/BEM结合的方法计算了围壳的流激振动.仿真结果表明,该方法可以清晰的模拟流激围壳振动现象,围壳开孔后会引起流场周期性振荡,从而激励结构振动,产生振动加速度线谱,数值方法计算的振动线谱频率和试验结果接近,平均误差为1.41%.流激开孔围壳振动集中在开孔的导边与随边,尤其是孔腔随边,对这些区域采取控制措施是下一步研究目标.     

基于CFD的船用通风筒进风阻力数值模拟

为分析通风筒外形对进风阻力的影响,利用Fluent流体计算软件对菌型、橄榄型和矩型三种船用通风筒进行了数值模拟,通过对流场和风机吸风口表压的分析,矩型通风筒的进风阻力最小。进一步以矩型通风筒为研究对象,分析了风筒通径对进风阻力的影响,计算结果表明风筒通径增大可以有效减小进风阻力,但减阻效果逐渐减弱。     

冰载荷对加筋板轴向压缩极限强度的影响

船舶在冰区航行时,将遭受浮冰的挤压,船舷侧部位的加筋板会受到冰载荷的作用。以单筋单跨加筋板为研究对象,采用非线性有限元法对冰载荷下加筋板轴向压缩极限强度进行分析。研究冰载荷的大小、加载区域面积和加载区域位置的不同对极限强度的影响规律。结果表明,冰载荷大小一定,冰载荷作用区域面积逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度随着面积的增加基本呈线性增加。冰载荷作用区域位置距离加筋板中心点距离逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度逐渐增加,且随着相对距离的增加,对加筋板轴向压缩极限强度的影响越来越大。这些结果可用于指导冰区船舶结构的设计以及维护。     

船体结构加筋板极限强度的影响因素

采用非线性有限元软件ABAQUS,应用弧长法对船体内部加筋板进行极限强度影响参数研究.分析不同的初始挠度大小、焊接残余应力大小、模型范围、边界条件、有限元网格尺寸、材料应力应变曲线和侧压力对单轴受压加筋板极限强度的影响.通过对加筋板计算模型的参数进行研究可知,侧压力的存在和结构的初始挠度大小会对加筋板的极限强度产生显著影响,该研究可为加筋板极限强度计算模型的正确选择提供参考.     

均匀受压含裂纹损伤加筋板的极限承载能力分析

在均匀受压下,针对含损伤裂纹缺陷的加筋板的承载力学特性进行研究,探讨了裂纹参数对其承载能力的影响。通过改变加筋板上裂纹的位置和裂纹尺寸,利用非线性有限元分析软件Abaqus对其进行系列非线性仿真分析,得到含损伤裂纹加筋板的破坏力学特性以及破坏模式。结果表明,损伤裂纹会削弱加筋板架的承载能力,并且当裂纹尺寸超过某临界值时,板架的极限承载力会急剧减小。     

OWC装置空气透平物理模型试验系统的设计

OWC装置空气透平物理模型试验系统由前端造流装置、透平、数据采集及控制系统组成,透平定常性能试验系统前端造流装置为定常风洞,产生定常气流;非定常性能试验系统的造流装置为活塞往复造流装置,可产生正弦往复气流。数据采集及控制系统包括:皮托管、电磁离合器、转矩转速传感器、伺服系统、压力变送器、数据采集及处理系统。通过此试验系统,可获取转速、转矩、风速、压力等参数,对透平的工作及自启动性能开展研究。     

压载舱流水孔面积的核算方法

绝大部分船舶采用压载水系统来保持各种装载工况下的航行性能,压载舱流水孔的面积大小对压载水系统功能的实现有着重大影响.着重介绍了一种流水孔面积的核算方法.以某12500 DWT多用途船为例,通过分析实船的排压载过程,利用流体软件FLUENT进行仿真计算,得到不同情况下压载舱流水孔附近的速度和压力分布,从而优化压载舱内流水孔的设置.