升力鳍伺服系统非定常水动力特性的研究

重点研究了升力鳍升力及转矩与鳍角的非定常水动力特性。通过对鳍升力和转矩的非定常水动力特性试验数据的分析,提出了升力鳍系统的鳍角与升力的换算关系应建立在非定常水动力的基础上。以Theodorsen理论为基础,利用水动力试验数据,修正了基于Theodorsen理论的计算升力系数的公式,提出了修正的升力转矩非定常水动力的数学模型,经实例计算仿真结果与水池试验结果比较,验证了该数学模型的正确性。利用该数学模型直接计算升力,可以省去复杂的、可靠性低、误差大的升力测量装置及复杂的升力计算。该研究也进一步充实了升力鳍非定常水动力特性的理论研究,解决了升力计算的问题。     

用准定常升力线理论预报螺旋桨在非均匀流场中的性能

本文应用准定常升力线理论预报船用螺旋桨的性能,建立了适合中型计算机的程序。通过四个桨模的敞水试验和性能计算结果比较表明,对于计算螺旋桨的推力与转矩系数,只要应用升力线理论加上简单的粘性经验修正及升力面影响修正,不必作边界层计算即可得到比较满意的结果。伴流场中单个叶片推力与转矩脉动计算表明,用升力线作计算时,伴流产生的水流弯曲对推力、转矩脉动有较明显的影响,对推力偏心度则影响不大,计算所得的推力、转矩脉动可供计算主机扭振及轴系振动的外力作参考。     

大型全垫升气垫船设计初探

通过对全垫升气垫船气垫参数、动力系统、围裙系统、横稳性和操纵性等方面进行分析,对大型全垫升气垫船的设计进行初步的探索。     

旅游用全垫升气垫船动力系统设计

气垫船动力系统增加了为气垫供气用的垫升风机,同时采用空气螺旋桨推进,整个动力系统设计复杂。介绍了旅游用全垫升气垫船动力装置设置、推进垫升系统布置及动力系统的设计特点,部分设计创新可为未来的气垫船设计积累一定的经验。     

减阻,减摇的响应围裙研究

本文根据围裙柔性动力学的理论分析,并应用系统分析和反馈原理,把气垫船的柔性围裙简化为一个二自由度的气弹和水弹的动力反馈系统,提出了气弹增益、水弹增益、响应度和隔振因子等物理概念。通过船模水池试验和分析,深入地讨论了响应围裙减阻和减摇的原理以及围裙气垫系统参数设计对全垫升气垫船性能的影响.     

两栖气垫登陆艇发展概况

本文主要介绍美、苏两国发展军用全垫升气垫船的概况,详细地叙述了两栖气垫登陆艇的技术水平。同时,扼要地介绍了当今先进技术水平的民用全垫升气垫船。     

气垫船优化设计探讨

主要针对气垫船总体优化设计,提出了影响气垫船总体性能的气垫参数,通过寻找气垫参数与阻力性能、耐波性、运输效率、推进效率、垫升效率之间的相互关系,分析了气垫参数影响总体性能的变化规律.在此基础上探讨了气垫参数对总体性能的综合影响,以寻求综合性能最佳为目标,提出了气垫参数较为合理的取值范围.     

带有推力鳍的吊舱推进器水动力性能研究

本文使用FLUENT软件对拖式吊舱推进器的水动力性能进行分析。由于涉及到螺旋桨、桨毂和舱体、支架的相互干扰问题,本文采用多参考系模型来进行相互干扰平均效果的计算。本文计算不同进速系数下普通吊舱推进器的推力系数、扭矩系数,与实验数据进行对比,并绘制敞水性能曲线。同时提出了几种带有推力鳍的吊舱推进器,对其进行了水动力性能计算,并与普通吊舱推进器的水动力性能进行比较,本文最后分析推力鳍对吊舱推进器水动力性能的影响。     

全垫升气垫船高速侧滑后行为的理论与试验研究

全垫升气垫船高速航行时若操作不当,容易发生侧滑。由于气垫兴波的存在,侧滑后易引起大幅横倾,给围裙、船体结构造成损坏,严重情况下甚至会横向翻船。文章通过气垫兴波理论计算,分析侧滑时垫态横稳性急剧下降的原因,获得特定长宽比下的兴波阻力,对全垫升气垫船高速侧滑后的行为进行理论分析,并与船模试验、实船试验结果进行对比,表明船自身气垫兴波是造成侧滑大幅横倾的主因,侧部围裙下部开式手指兜水是造成侧滑速度快速下降的主因,也是围裙过载损坏的重要因素。文中介绍了国内不同气垫密度两种实船的意外侧滑情况,并与美国气垫登陆艇侧滑实船试验进行对比分析,得出一些有价值的结论,并提出高速侧滑后避免大幅横倾的应对措施建议。     

极地气垫破冰船发动机余热利用数值研究

为了有效利用极地气垫破冰船的发动机余热,需要研究相应的数值模拟方法。本文基于计算流体力学方法及混合物多相流模型,对包括舱室和垫升风机在内的内外部流场,进行与热交换相关的流场和温度场数值模拟。结果表明,加热对于改善垫升风机的推进效率有利,可使舱室平均温度上升41.13℃,垫升风机内平均温度上升34.16℃,对于极地气垫破冰船舱室及垫升风机内平均气温的提升有显著效果。混合物多相流模型用于数值求解此类热交换问题的有效性得到了验证。     

基于振荡水翼波浪能回收的船舶节能推进研究

文章提出了在船体两侧用螺旋弹簧连接振荡水翼进行波浪能回收以实现船舶节能推进的设想。基于势流理论求解了顶浪情况下振荡水翼与船体的频域耦合水动力模型。采用吴耀祖推导出的二维水动力模型来预报水下振荡水翼在波浪中产生的推力、升力和转动力矩;同时用耦合的垂荡和纵摇模型来预报船舶的运动响应。两个模型均是在频域中进行建立,之间的耦合影响根据螺旋弹簧的力学特性加以模拟。以一艘集装箱船为例,对该方案的效果进行了研究。结果表明：当船舶的垂向运动较大时,振荡水翼能有效回收波浪能从而产生推进力;并且,水翼会对船舶的耐波特性产生影响。对水翼相对船体的纵向位置和螺旋弹簧刚度系数两个参数进行了研究,发现水翼连接位置应尽可能远离船中;而更高的刚度系数更有利于水翼产生大的推进力。由此总结出了一些提升系统性能的设计建议以供参考,并为开展水池试验打下基础。     

侧壁式气垫船在横浪中的横摇与升沉耦合运动

本文建立了侧壁式气垫船在无航速和垫升状态时,横浪作用下的升沉与横摇耦合运动的数学模型,对脉动气垫压力引起的水面变形及兴波阻尼作了简化处理,借用常规船的试验数据,采用切片理论,对侧壁的附连质量与阻尼系数进行了插入计算。用此数学模型对719钢质船模在较小风扇流量时横浪作用下的耦合运动作了数值计算,计算结果与试验数据较为吻合。     

桨后舵附推力鳍理论计算

螺旋桨与舵附推力鳍,分别采用升力面法和基于速度势的面元法计算,两者之间的相互干扰采用迭代计算。在计算面元的影响系数时,应用了Morino导出的解析计算公式,以加快数值的计算速度。分析了不同螺旋桨尾涡模型对舵附推力鳍水动力性能的影响,并提出一种新的螺旋桨尾涡模型。计算了加装舵附推力鳍之后螺旋桨尾流场周向诱导速度沿径向的分布。对影响推力鳍助推效率的几个主要参数进行了变尺度研究。     

转柱舵系列模型试验分析

本文将对五个展弦比的转柱舵进行试验分析,求得转柱舵水动力系数随展弦比、速度比变化的一般规律,并且将转柱舵的升力、阻力系数和压力中心无因次系数随展弦比、速度比、舵角的变化绘成系列图谱,提出了获得较优转柱舵水动力性能的展弦比、速度比选择区限。另外,本文将给出一定舵角范围内升力、阻力系数的二元非线性多项式计算公式。     

局部气垫双体船试验方案设计

设计1套局部气垫双体船模型拖曳试验方案,用于静水阻力试验。试验方案包括船模的设计、垫升系统、气垫内压强测量系统、气垫波形摄像系统等部分。试验除测量船模的阻力、纵倾角、重心处升沉,还监测气垫内压强的分布以及波形。并根据船模内外吃水情况,计算出湿表面积,采用二因次法换算出实船的有效功率。     

船用翼帆辅助推进技术发展综述

船用翼帆是远洋船舶辅助推进的首选设备,具备升力特性好、气动性能稳定、无需额外动力、结构简单等优势。本文主要分析船用翼帆的技术特点,概述当前船用翼帆辅助推进技术的研究现状,介绍不同类型的船用翼帆技术的原理和应用情况。重点分析多元素翼帆涉及的关键技术,包括最大推力系数的配置,失速控制以及机-帆-船的协调配合等。     

全浮式气垫船模型

这是一艘采用框架构成的2.5CC电垫式航模内燃机为动力的全浮式气垫船模型。一台机器,一只空气螺旋桨,即能对气道充气,又能发挥推进作用,试航证明,这艘模型气垫效果好,航行速度快,如装     

气垫平台雷击时电磁仿真分析

气垫船垫态航行时,船体与海水绝缘,遭受雷击时所引入的巨大电磁能量将足以损坏气垫船上的电子设备。文中采用全垫升气垫通用平台进行建模,采用成熟先进的商用电磁仿真软件,对雷击海况下气垫通用平台在"垫升"、"完全连接海面"和"部分连接海面"这三种状况下的电场与磁场环境进行仿真计算和分析,并对"部分连接海面"这一措施进行评估。     

基于格子玻尔兹曼方法的导管螺旋桨推力特性分析

采用基于格子玻尔兹曼方法的新型无网格计算流体力学方法代替基于有限元或有限体积法等需要划分网格的传统计算流体力学方法对导管桨的推力特性及水动力现象进行模拟和观察,对导管桨工作在敞水中以及潜器主体后方流场中推力特性的变化进行分析和总结。计算结果表明:采用本文提出的无网格流体力学计算方法对导管桨进行推力特性研究可行。相同进速下导管桨在潜器主体影响下的流场中的推力系数要大于敞水状态下的推力系数,并且进速系数越大则潜器主体对导管桨推力系数的影响越大。     

玻璃纤维复合材料在某型气垫船垫升风机叶片上的应用研究

气垫船通过垫升风机产生气流,经由围裙通道,向船底气室供气,依靠气垫产生的垫升压力以支撑船体悬浮于水面或地面航行,以此减小船体和接触面之间的阻力、大航速可调范围,使其具有极高的机动性。根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针对玻璃纤维复合材料叶片开展铺层设计、强度计算、模态计算及强度试验等方面进行了研究。研究表明：采用玻璃复合材料的叶片可以达到轻量化的要求,应力计算和模态计算结果均满足使用要求,使用过程中不会破坏也不会发生共振。通过强度试验验证在极限转速情况下最大应变值为2 747με,远小于材料的应变极限,叶片未发生破坏。