用CLE法数值模拟MPC排气系统的三维流动

用任意拉格朗日－欧拉（ＡＬＥ）法模拟ＭＰＣ模件三分支联接的流动,解决了三分支联接区域的三维贴体网格生成问题。利用激光多普勒测速仪测量了矩形截面三分支联接实验件的三维速度场,验证了所编程序的可靠性。以某型发动机的ＭＰＣ排气系统为例,数值模拟了ＭＰＣ模件三分支联接的三维定常湍流流场,从获得的流动特性分析了引起排气能量传递损失的主要因素。     

涡轮增压系统流动计算贴体网格生成

应用椭性ｐｏｉｓｓｏｎ方程对ＭＰＣ涡轮增压系统自动生成流体计算贴体网络；根据这一方法编制计算程序、对ＭＰＣ模块进行数值求解，生成贴体网格坐标。计算结果表明：这种方法对涡轮增压ＭＰＣ系统对这样结构形状复杂的管系生成流动计算的贴体网络是一种很合适的方法。     

燃气轮机排气引射装置数值模拟

对燃气轮机排气引射装置进行了三维数值模拟,采用非结构网格、Realizable κ-ε湍流模型求解三维N-S方程组,得到了全流场速度、压力、温度等的分布情况,并进行了详细分析。结果表明所采用的数值模拟方法较为准确,能充分反映排气引射装置的流场发展情况。对排气引射装置设计具有指导意义。     

模拟培训与个人计算机

模拟培训与个人计算机在模拟培训中使用个人计算机（ＰＣ）来补充和增强正规的培训课和实习船桥模拟器，正在船东和船舶管理者之间推广。一种名为ＰＣＭａｒｉｔｉｍｅ’ｓＯｆｆｉｃｅｒｏｆｔｈｅＷａｔｃｈ（ＰＣ海运值班驾驶员）的通用ＰＣ模拟程序和航路指南培训模拟...     

潜艇排气集水箱内部流场及温度场的数值模拟

常规潜艇通常在通气管状态航行时进行充电,排气集水箱的应用可以有效防止海水倒灌进柴油机.本文对某型排气集水箱建立了三维数值模型,对其内部流场及温度场进行了数值模拟,得到了内部流场、温度场和压力场的分布,并分析了细管长度对内部温度和压力变化的影响.结果表明,内部气流的回流及旋转有利于降低排气噪声;冷却水的流动可以起到很好的降温效果;适当缩短内部细管的长度可以增强冷却降温效果,使温降从48.3 K提高到了68 K.     

涡轮增压柴油机排气系统的最优化

本文提出广义一维非定常流动计算模型,以计算排气管系中的气体流动。该模型考虑了分支质量添加的效应,使多缸机的计算得以简化。应用热力学第二定律对排气能量传递和转化进行分析,提出以(火用)差函数作为排气有用能的评价参数。最后建立了排气管系优化模型,以排气有用能传递效率为优化目标,利用工作过程计算得出了目标函数和结构参数之间的离散型函数关系,进行参数寻优。文中还介绍了根据以上方法进行结构优化设计所得到的试验结果。     

单缸机模拟多缸整机工作过程新技术研究

单缸机准确模拟多缸整机工作过程的难点主要是对多缸整机进排气系统的模拟,单缸机传统的模拟方法不能模拟多缸整机进排气压力波动,进而带来单缸机与多缸整机工作过程的差异.本文介绍了一种单缸机模拟多缸整机工作过程的新方法,该方法通过在单缸机进排气管系上增加分支来调整单缸机压力波,使得单缸机和多缸整机换气过程相一致,从而提高了单缸机模拟多缸整机工作过程的精度.     

液舱晃荡与浮体运动耦合的二维与三维SPH模拟影响研究

采用DualSPHysics开源代码对矩形液舱晃荡过程中的砰击载荷及强非线性流固耦合现象进行了模拟，通过检验与验证分析证明了论文SPH求解器的准确性，并对不同方法的模拟结果进行了基准性研究。通过对菱形液舱内晃荡流动的模拟，研究了不同装载高度工况下二维与三维模拟对于舱壁砰击压力和晃荡流动的影响。最后针对载液浮箱在波浪中运动的内外域流动耦合问题进行模拟，分析了浮体运动和液舱晃荡二维与三维模拟结果的差异。研究表明，三维模拟中由于流场存在沿液舱宽度方向的运动分量，使得二维与三维液舱晃荡结果存在一定的差异，且低载液率工况的结果差异更大。     

自由曲面的数控自动编程

本文主要介绍华东船院研制的自由曲面计算机自动编程软件包，该软件以Ｂ样条曲面为基础具备数据输入，三维较显示，刀具轨迹计算及模拟，切削残留高度及刀具干涉计算，数控程序生成等功能，本系统用Ｔｕｒｂｏ Ｐａｓｃａｌ编写，可在ＩＢＭＰＣ微机上运行，因而特别适合于还不具备工作站的中小工厂使用。     

基于CFD的船舶排气管系流场分析

为了解船舶排气管系的阻力及其流动特征,运用计算流体力学(CFD)中数值模拟和试验的方法,对排气管90°弯头和单扩张抗性排气消声器的流动特征进行数值模拟和试验,分析管系中的压力分布和速度分布,探讨部件阻力损失机理和变化规律,模拟结果和试验结果基本吻合。结果表明,CFD方法对船舶排气管系的流场分析具有可靠的预测性,可为降低船舶排气系统压力损失和船舶动力装置油耗提供依据。     

Variable geometry exhaust manifold turbocharging system for an 8-cylinder marine diesel engine

The variable geometry exhaust manifold (VGEM) turbocharging system can realize the switch between two charging modes by the switching valve, and it can give a good performance both at the high load operation and the low load operation. When the switching valve is closed during the low load or transient response operation, the VGEM turbocharging system works as a pulse turbocharging system. When the switching valve is opened during the high load operation, the VGEM turbocharging system works as a semi-constant pressure turbocharging system. This paper puts forward a newly designed VGEM turbocharging system for an 8-cylinder marine diesel engine. The original turbocharging system for this marine diesel engine is a modular pulse converter (MPC). The VGEM turbocharging system simulation model is modified based on the original MPC model; the difference between them is only the exhaust manifold model. The GT-POWER simulations on both steady state and transient state have been done. The results show that in all four loads of 25, 50, 75 and 100%, the average scavenging coefficient of the VGEM turbocharging system is greater than that of the original MPC turbocharging system, while the brake specific fuel consumption (BSFC) is less than that of the original MPC turbocharging system. In the 25% load case, the BSFC could be reduced by 15 g/kW h. The transient analysis shows that the performance of the VGEM turbocharging system is also better than the original.     

明渠交汇口水流浅水二维数学模型研究

针对明渠交汇口缓流流动特性,建立基于高性能有限体积数值方法、具有二阶精度的非恒定浅水二维水流数学模型。基本控制方程采用浅水二维水流方程;采用能够有效捕捉激波的高性能有限体积方法离散控制方程;采用了隐式方法处理阻力项,从而保证了模型的稳定性。采用非结构三角形网格系离散计算区域。最后,应用实测资料对两种模型进行了验证比较,结果表明该模型可模拟明渠交汇口基本流动特性,显示了对天然河流广阔的应用前景。     

全垫升气垫船内部流场的数值模拟与改进

应用计算流体力学(CFD)方法对全垫升气垫船气囊内部的气动特性进行数值模拟计算,获得了气囊内的三维流场分布.其中的关键问题是气囊的排气孔壁面的处理,文中采用了多孔介质模型进行近似,针对气囊前后端压力不平衡的问题,分别采用在进气道内设置导流叶片和在气囊通道中设置隔断两种方法使压力趋于平衡,并通过数值试验找出其最佳位置.此外,文章还对实船相似设计的合理性进行了讨论.     

等宽明渠交汇口平面二维水流数值模拟*

采用雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程组,其中动量方程的雷诺应力项用雷诺应力（RAM）模型求解,运用Fluent软件模拟了90°等宽明渠交汇口6种流量比的二维水流运动。通过将数值模拟的分离区尺寸与试验资料进行比较,发现用RAM模型模拟在小流量比流动精度较高,建议采用采用混合湍流模型：当流量比小于0.583取RAM模型计算值,否则取H-L模型计算,并绘制了分离区长度、宽度与流量比关系图。     

风力机叶片翼型气动特性数值模拟

针对NACA63-215翼型绕流流动建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件NU-MECA进行了相应的数值模拟计算.湍流粘度分别采用基于RANS的Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax两种湍流模型来处理,得出了雷诺数为3×106时,翼型NACA63-215的升力系数和阻力系数随来流攻角的变化关系及压力分布图,并与试验数据进行对比.研究结果表明:Spalart-All-maras湍流模型比Baldwin-Lomax湍流模型在预测翼型失速后气动性能方面更加有效,Spalart-Allmaras湍流模型在大攻角下较易收敛且计算出的翼型气动性能与试验值更接近.     

潜射导弹尾空泡从生成到拉断过程的数值模拟

以气体弹射方式发射的潜射导弹,会在导弹尾部产生空泡.本文采用改进的MAC方法成功地模拟了尾空泡的生成、扩张、收缩和拉断过程,揭示了尾空泡周围的流场结构,研究了尾空泡的发展对潜艇固壁所受压力的影响.     

Numerical simulation of three-dimensional combustion flows

A finite-rate method is used to simulate the three-dimensional combustion process in a plasma generator with CH4 as the fuel. The simulation was run with RNG k-ε model to simulate turbulence, with eddy-dissipation-concept （EDC） model to simulate the combustion and with discrete ordinates model to simulate radiation. The numerical results show that the flow field characteristics and the parameter distributions are under the condition of rich fuels, and these results provide valuable information when optimizing the plasma generator design and organizing its flow fields.     

粘性流场中吊舱推进器水动力性能数值研究

应用滑移网格技术对粘性流场中吊舱推进器的水动力性能进行了数值模拟,成功预报了吊舱推进器在粘性流场中的敞水性能,和试验结果相比,推力系数最大偏差为2.9%,扭矩系数最大偏差为0.8%。考察了吊舱推进器各部件及周围的流动特征,包括压力分布、速度矢量分布、流线及涡的形态等,为吊舱推进器各部件的优化设计以及吊舱推进器在工程上的应用提供了详细的流场信息。     

串列螺旋桨水动力性能的数值预报

为了分析串列螺旋桨的水动力性能,本文运用计算流体动力学理论,结合雷诺时均 RANS方程和相对运动参考坐标系对其三维定常粘性流动进行数值模拟。应用 Fortran语言编制程序计算螺旋桨的型值点,并采用三次样条曲线拟合各点,建立串列桨三维模型。以某一串列螺旋桨作为研究对象,得到螺旋桨的推力系数、转矩系数以及流域内速度分布等水动力特性参数,并给出敞水性能曲线。计算结果与试验数据吻合较好,验证了数值方法的可行性和准确性。     

无人简易平台上多路阀的应用及安装设计

在无人简易平台上出于空间和重量的考虑，通常采用多路阀替代生产管汇和多相测试流量计以减少平台空间和重量。介绍了多路阀的原理和特征，并通过多路阀安装的介绍及安装形式设计的探讨，为今后无人简易平台的多路阀安装设计提供借鉴。