一种基于体积力螺旋桨模型的自航计算方法

文章以集装箱船模型KCS(KRISO Container Ship)为研究对象,基于通用CFD软件FLUENT 12.0.16,采用螺旋桨体积力模型,实现了模型尺度下实船自航点的全粘带自由面计算。该文的计算包括静水拖航计算、自航计算,以及扭矩对自航计算结果的影响分析。通过与试验值的分析比较,验证了该方法的有效性。由于采用了完全结构化的六面体网格,带对称面的计算域单元数仅为33万。研究结果还表明:考虑扭矩的全流场计算对于改善流动细节,获得更精确的计算结果是有利的,但计算量有所增加。     

基于CFD方法的螺旋桨性能计算与分析

为实现快速预报螺旋桨敞水性能,并根据需要准确读取指定类型和指定位置的数据,利用FLUENT流体计算软件对螺旋桨敞水实验进行数值模拟,根据数值计算的结果绘制敞水性能曲线,并与实验结果进行比较,分别研究进速系数的变化和入射角的变化对螺旋桨性能的影响。     

螺旋桨随边切割的试验研究和理论计算

根据KMM型号螺旋桨随边切割的试验结果,分析切割量对螺旋桨敞水性能的影响,并以图谱形式给出KMM型号螺旋桨转速的相对改变量与切割量之间的关系。应用升力面方法理论计算螺旋桨切割前后的敞水性能,与试验值的比较表明计算值误差在可接受的范围内。     

波浪作用下桩基承台结构的波浪力计算

针对一桩基承台结构,分别采用理论方法和数值模拟方法计算其在波浪作用下的结构受力,并开展物理模型试验进行对比验证。理论方法分别采用Morison公式计算下部桩基结构受力,绕射理论计算上部承台结构受力;数值模型基于Fluent求解Navier-Stokes方程,通过UDF修改源项来实现造波,建立数值水槽。计算结果表明:因没有考虑上部和下部结构间的相互影响,理论方法计算的结构受力比试验结果稍偏小;而数值模型在计算桩基、承台和整体受力时都取得了很好的计算结果,特别是有波浪在承台上越浪时,也能取得很好的结果。建议在桩基承台结构波浪力计算时使用该方法。     

一种基于体积力螺旋桨模型的自航计算方法

  目的  为了实现对转桨（CRP）推进的高速水下航行体自航因子的数值预报,  方法  建立实尺度航行体阻力、自航及对转桨敞水的RANS模拟方法,进行阻力和敞水计算精度验证,分别采用准定常和非定常方法进行自航模拟,并对自航因子进行分析和比较。  结果  模型尺度的计算与试验比较表明,航行体阻力计算误差小于3%,对转桨推力、扭矩计算误差分别小于2%和4%;实尺度阻力计算结果与基于模型试验的预报结果相差约3%;实尺度自航计算得到的自航因子值均在合理范围;自航因子的准定常与非定常计算结果之差小于2%,说明准定常方法适合于工程应用。  结论  研究方法可为对转桨设计提供较准确的输入数据,可为提高设计精度、缩短设计周期提供技术支撑。     

考虑残余应力的加筋板结构疲劳裂纹应力强度因子计算方法研究

文章基于温度梯度法对焊接残余应力分布进行了模拟。通过对有限元网格划分规则的讨论,确定了数值模拟过程中应力强度因子计算的最佳方案,同时,采用Green函数法以及Faulkner模型给出了残余应力作用下应力强度因子的理论值。通过有限元模拟与理论计算的结果比较,验证了常规载荷以及残余应力作用下,含中心裂纹平板以及含初始裂纹加筋板结构应力强度因子计算结果的准确性,建立了考虑残余应力影响的结构裂纹扩展模拟流程。最后,通过拉伸载荷下加筋板裂纹扩展模型试验对数值计算方法进行了验证,为加筋板结构裂纹扩展规律研究以及裂纹扩展寿命预报奠定了基础。     

基于体积力法的半悬挂舵和全悬挂舵回转性对比

针对半悬挂舵和全悬挂舵回转性能差异问题,建立用于模拟螺旋桨推力的体积力模型,评估两种不同形式舵的回转性。对标模KCS船型回转运动进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模拟,船后螺旋桨作用使用体积力模型替代。开展半悬挂舵回转性CFD模拟,并与试验结果对比验证。设计全悬挂舵并模拟其回转性,与半悬挂舵回转性进行比较。结果显示,半悬挂舵除战术直径与试验结果相差9.48%外,其他回转特性参数与试验结果相差均在3%以内,说明基于体积力法模拟回转性具有较高的可信度。全悬挂舵的回转特性参数均优于半悬挂舵,说明全悬挂舵的回转性能更佳。     

桩柱最大水平波浪力的一种新计算方法

从Morison方程出发,对其进行适当变形、推演,最终得到一种可直接计算近海平台支撑物所受最大水平波浪力的计算方法。通过实例计算,得出不同情况下最大水平波浪力。将该计算结果与经典计算法所得结果进行对比,在实际情况下,该算法与经典算法所得结果相近。在工程项目初始阶段,可使用该方法进行综合估算。     

一种新型一体化船用离心通风机的设计计算和试验验证

针对实船通风机尺寸大、安装困难的问题,本文提出了一种新型离心通风机结构。通过叶片、蜗壳和电机等通风机关键部件的一体化融合设计,大大降低了设备尺寸。数值计算和样机试验结果表明,在尺寸优化的情况下,新研离心通风机的性能达到了使用要求。该型一体化离心通风机结构能很好地解决船用电动离心通风机性能需求与尺寸要求之间的矛盾。     

一种新型一体化船用离心通风机的设计计算和试验验证

针对实船通风机尺寸较大、安装较困难的问题,提出一种新型离心通风机结构。通过对叶片、蜗壳和电机等通风机关键部件进行一体化融合设计,大大减小设备的尺寸。数值计算和样机试验结果表明,在对尺寸进行优化的情况下,该新型一体化离心通风机的性能满足使用要求,其结构能很好地解决船用电动离心通风机性能需求与尺寸要求之间的矛盾。     

一种基于改进的减缩模型修正方法

提出一种改进的模型修正方法,该方法采用多目标优化技术使得结构的减缩模型与实测结果相吻合。即首先建立一个多目标优化模型,其中包括一个关于单元修正系数的隐式非线性特征方程组,然后通过遗传算法来求解该多目标优化问题,来同时实现模型修正和损伤检测。文中通过对一个悬臂梁的数值仿真,表明本文所提出的方法的有效性,即在较大的测量噪声的情况下,同时具有模型修正和损伤检测两种功能,且较改进前的基于迭代的方法具有更好的噪声鲁棒性。     

一种舰载导弹固体火箭发动机烤燃过程的数值计算方法

为了能够有效避免火灾中导弹固体火箭发动机着火爆炸的灾难发生、保存舰艇的生命力和战斗力,建立了一种舰载导弹固体火箭发动机烤燃过程的一维传热数学模型.该数学模型考虑了辐射换热、对流换热、导热和化学反应源项的作用.利用有限差分方法,通过数值计算得到了发动机的温度时间分布曲线、温度空间分布曲线和着火延迟时间.结果表明,火焰温度和火焰温升速率对发动机的着火延迟时间有显著影响;发动机的绝热层对外界火灾有好的隔热作用;快速热烤下,推进剂的着火首先发生在外表面上.     

波浪数物耦合模型的一种新的信号滤波方法

以二维波浪传播数模与物模耦合模型规则波低频滤波问题为研究对象,采用摄动法建立了线性补偿滤波方法。耦合模型中,数值模拟采用基于改进Boussinesq方程的三角形网格有限元模型,物理模拟采用推板式造波机。文中分析了耦合模型信号滤波的目的和目标,并通过造波信号频域的分析,对比了文中方法与传统方法在信号稳定性方面的效果,通过波浪耦合模拟实验对比了波面的数模与物模结果。实验结果表明,与传统方法相比,文中方法能有效解决造波信号的慢漂和计算值偏小的问题,信号更加稳定,耦合误差更小。     

一种基于改进云模型的定线制后评估方法

为避免定线制实施效果综合评估中仅评定较好指标的积极作用,而掩盖评定较差指标的消极作用,进而出现结果偏优的情况,并能可视化对比评估结果的等级,提出一种基于改进云模型的定线制后评估方法。引入变权理论构建状态变权向量,对运用Delphi-层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和变异系数法确定的综合常权权重进行修正,调动较差指标的积极性;运用云理论构建定线制后评估模型,实现评价指标定性与定量间的转换;运用MATLAB软件搭建云发生器,模拟仿真出标准等级云图和待评估水域云图,从而可视化实现评估结果与标准等级间的对比。实例验证结果表明:该方法有效可行,可为管理者提供一定的辅助性决策。