气囊搬运圆筒的滚动阻力系数计算与测试

为验证J.Halling的圆柱在平面上滚动的阻力公式计算气囊滚动阻力系数的合理性,通过对比分析气囊搬运圆筒过程的阻力测试结果与理论计算值,结果表明:运用J.Halling滚动阻力公式计算的气囊滚动阻力系数能满足实际施工需要。     

基于半经验公式方法的破冰船破冰阻力计算研究

传统Lindqvist半经验公式存在将不同船型阻力的计算结果均一化的缺点,本文基于船首不同区域的海冰破坏模式,采用船体纵向切片法对传统Lindqvist半经验公式进行了改进。通过将传统及改进后的半经验公式计算结果与模型实验结果进行比较,验证了改进的Lindqvist半经验公式计算结果的有效性和正确性。进而通过半经验公式计算方法,研究了船速和船舶吃水对船体所受破冰阻力的影响。结果表明,改进的Lindqvist半经验公式计算结果明显高于传统Lindqvist半经验公式,与实验值更为接近；船舶破冰阻力随船速呈近似线性增长的趋势,随船舶吃水的增加呈现减小的趋势。     

单支柱小水线面双体船阻力理论预报

根据线性兴波理论推导了单支柱小水线面双体船兴波阻力公式。粘性阻力采用传统的经验公式。编制了阻力预报软件。对船模M8501进行了阻力计算，阻力的计算结果与试验结果一致。这些计算结果验证了本方法和软件的可靠性。     

水流流向对圆柱群阻力特性影响研究

为解决工程实际中桩群码头的水流绕流阻力计算问题,以指导涉及桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有的研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和悬浮测力法对有限深度均匀水流中,不同水流流向对圆柱群绕流阻力影响的测试研究,得出迎流角对圆柱桩群阻力的影响规律,并得出圆柱桩群阻力的迎流角影响系数和其经验公式,并进一步归纳总结出迎流角度为θ的矩形排列圆柱桩群的总阻力计算经验公式;并通过试验测试得到了良好的验证,证实了这些研究规律和公式的正确性和可靠性.该研究成果进一步完善和发展了有限深度均匀水流中,水流流向对圆柱群绕流阻力影响特性规律,并指出该研究的工程意义与价值.     

驳船队深水阻力估算公式

本文根据对美国陆军工程兵团1963年发表的驳船队船阻力试验资料进行计算分析,提出了一个驳船队深水阻力估算公式。此公式具有计算简便,表达直观,计算与船模试验阻力值较逼近的特点。与Bailey,T.P.,Howe,C.W.提出的两个公式计算比较表明,用本文公式计算的阻力值与船模试验结果的相对误差,分别比Bailey,Howe公式的小20％,60％。 根据我国驳型特点及船模与实船阻力试验资料,修正了本文公式,以适于我国驳船队深水阻力估算公式。     

破冰船连续破冰的冰阻力预报

[目的]为了准确评估破冰船在平整冰区航行时连续破冰过程中所受的冰阻力,同时了解不同预报方法的特点,采用经验公式法、数值模拟法以及船模试验法,对破冰船在平整冰中连续航行时的冰阻力进行预报。[方法]使用非线性有限元软件DYNA,分别基于传统有限元与黏聚单元法构造冰层数值模拟模型,模拟平整冰与破冰船相互作用时发生的弯曲断裂以及相互作用的过程。同时,采用经验公式法,用3种不同的经验公式进行冰阻力计算,对影响经验公式法预报结果的参数进行敏感性分析。[结果]研究发现:冰阻力随航速、冰厚度以及弯曲强度的增大呈上升趋势,其中冰厚对冰阻力的影响最大。3种经验公式中,Lindqvist公式的预报结果与船模试验结果更为接近,而Vance和Lewis公式更为保守。传统有限元与黏聚单元法在冰厚较小的情况下,冰阻力预报结果更准确,冰厚较大时误差较大,约25%。在冰厚较小航速较高的情况下,黏聚单元法预报的冰阻力值较传统有限元方法更为准确,与船模试验结果相比精度误差在10%以内。[结论]在实际的冰阻力预报中,可结合经验公式法与数值模拟法,兼顾预报结果的准确性与高效性。     

用微叶轮测试计算船模粘性阻力的一个方法

测量船模粘性阻力的传统方法是用毕托管及玻璃管测压系统进行尾流测试。但测量计算十分费时,因此不能用此法作常规试验手段来改进船型。本文简要回顾了R.L.Townsin博士在这方面的工作,引进了用微叶轮进行尾流测量的方法及计算公式。微叶轮系统的优点表明该系统比其他方法更易于实现与计算机联机的自动化测试及数据处理。最后对交通部上海船舶运输科学研究所正在研制的微叶轮自动化系统作了简要介绍,並给出了第一次测试结果(用3.84m Todd 60 C_b=0.60船模),结果证明该系统有很高的试验效率。     

双支柱小水线面双体船阻力理论预报

根据线性兴波理论推导了双支柱小水线面双体船兴波阻力公式。粘性阻力采用传统的经验公式。编制了阻力预报软件。对某实船SWATH2进行了阻力计算，给出了计算结果。     

管路阻力计算方法对调节阀性能预测结果的影响

为研究不同管路阻力计算方法对调节阀性能预测结果的影响,对比分析一维经验公式和三维计算流体力学(CFD)管路阻力计算方法的计算结果;结合阻力计算结果,对某过热蒸汽调节阀的工作流量特性进行计算分析。结果表明:管路阻力的三维CFD计算结果与实际更接近,在调节阀的实际调节特性预测中,不同管路阻力计算方法对调节阀流量特性计算结果的影响不可忽略,在过热蒸汽预期流量为34 kg/s时,采用管路阻力一维经验公式和三维CFD计算方法预测的调节阀流量特性相差5.03%。     

桥梁方沉井浮运阻力研究

运用计算流体软件FLUENT对方形钢沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算,得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井整体的水阻力,并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析,验证了经验公式中只规定外壁为档水面积是不合理的.在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水阻力,并且不可忽略.依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正,修正后的经验公式考虑了内壁受到的水阻力,可更准确地估算方形沉井浮运时的水阻力.修正后的经验公式可为工.--f~工程实际应用提供方便.     

潜艇阻力与流场的数值模拟与验证及艇型的数值优化研究

采用求解RANS方程的数值计算方法,结合k-ε、RNGk-ε与k-ω三种湍流模型,预报了数值方法验证研究用美国DARPA潜艇模型SUBOFF与CSSRC潜艇模型SM-x的阻力与尾流场,并将计算结果与试验结果进行了对比和分析,验证了数值方法的可靠性.然后,利用数值计算手段,对6条潜艇模型的尾流场进行了比较分析,选出了一条桨盘面不均匀度系数最优的艇型,并对指挥台围壳与尾翼进行了加设弧形填角(填角与附体一体化)的设计,数值预报了填角对于尾流场的影响,从涡量角度探讨了填角处的流动机理,结果表明填角能够改善桨盘面的入流品质.对于"木"字型尾翼的尾流场也进行了数值模拟分析.数值优化手段的可行性得到了验证.     

改进的Holtrop船舶阻力估算

针对船舶设计初期阻力估算的经验公式精度低与适用性有限等问题,提出适用于目前三大主力船型的阻力预报方法,基于Holtrop法和现有船型数据库,通过计算结果和试验数据对比分析,修正Holtrop方法中相关估算公式,经修正后的阻力值与试验值对比表明,其阻力预报的精度明显提高。     

水下航行器排放冷却水温度分布特性研究

根据计算流体动力学理论建立了水下航行器排出冷却水形成热尾流的浮升规律的数学模型,采用有限体积法来离散求解三维湍流数学模型,对水下航行器排出热尾流的浮升特性进行了数值计算分析,得到了热尾流轨迹和热尾流温度场分布图像,将热尾流的试验结果与理论数值模拟结果进行比较,验证了模型的正确性。文中建立的水下航行器排放冷却水浮升模型可预测热尾流的温度分布特性和预先估计海面温度场分布状况,为红外探潜提供了理论依据。     

中间渠道船舶航行阻力计算方法与试验

中间渠道作为特殊限制性航道,船舶航行阻力是其尺度确定的关键参数。针对现有船舶航行阻力计算方法,分析其适用性,选取考虑了航道宽度和吃水比等因素的俞中奇公式作为中间渠道船舶阻力的参考计算公式,设计中间渠道船舶航行阻力试验方案,并开展3 000吨级散货船模航行试验,根据试验结果对俞中奇公式进行修正,利用Flow3D模拟船舶在不同断面系数下中间渠道中航行并提取阻力,验证修正公式的准确性。结果表明,修正后的经验公式计算结果与数模对比,最大误差不超过16.89%。该公式具有较高的计算精度,对中间渠道设计具有重要的参考价值。     

Holtrop法与船型阻力估算

Holtrop法为一种常用的船舶阻力估算公式，本文利用Holtrop法对最近十年开发的船型进行了阻力估算，并与船模试验结果进行了比较．同时对公式中的各个阻力成分进行了分析，给出了误差产生的原因以及误差的大小。     

系列60Cb=0.60船模的总阻力、波型阻力及尾流阻力测量的试验结果(英文)

SSSRI作为ITTC的成员单位参加了ITTC阻力委员会发起的合作试验计划之工作,在SSSRI的2号水池中对系列60Cb=0.60的4条几何相似木质船模作了试验。4条船模的长分别是1.8、3.0、3.84及6.10米。对总阻力及波型测量其富氏数的范围是0.22—0.36,每条船模测了15个点。完整的尾流测量由于耗时太多,只对3.84米船模进行了测试,其富氏数范围为0.22—0.34,共计7个点,另外,对3.0米船模在Fn=0.22、0.26、0.30以及对6.10米船模在Fn-0.22、0.26时补充作了尾流测量,总阻力与两个阻力分量之间的符合程序是合理的,不同尺度船模的波型阻力之间出现了明显的不同,并对可能产生此情况的原因作了讨论。     

冰级船主机功率理论预报方法研究

强非线性冰载荷对极地航行商船的阻力和主机功率计算均提出巨大挑战。以往计算冰级船主机功率时,通常采用规范法的经验公式。尽管经验公式计算简便,但由于没有考虑航速变化对主机功率的影响,计算结果往往过于保守。本文基于离散元的理论方法和数值模型,采用阻力–速度曲线法建立了冰区加强型商船主机功率计算方法。借鉴中国商船"永盛轮"首航北极的实际航行经验,将预报方法应用于B1冰级的36 000 t冰级多用途船的主机功率计算中。计算结果表明,该方法计算获得的主机功率较规范法小。该预报方法将为我国极地商船设计与制造提供技术支撑。     

有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性

为解决规则圆柱桩群阻力计算问题,以指导涉及规则圆柱桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作,在归纳总结已有研究成果的基础上,通过先进的数显式测力设备和较为准确的悬浮测力法,对有限深度均匀水流中多圆柱横向等间距不同方式的排列桩群进行了阻力测试研究,得出了有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性规律,并归纳总结出了圆柱横向阻力影响系数的经验公式。通过大量的测试试验数据证实了这些研究规律的准确性、有效性及实用性,对工程实践具有参考价值。     

中国新型极地考察船冰载荷预估研究（英文）

本文针对中国新型极地考察船所受冰载荷进行了研究,其中包含了平整冰阻力和浮冰碰撞力。对于船舶设计者和建造者来说,船舶冰载荷的预估非常重要。本文采用经验公式方法计算了该船在平整冰中航行的冰阻力,并且与模型试验结果进行了对比。结果显示,计算和试验结果中的冰阻力都随船舶航行速度的增大而增大,经验公式方法可以预测出合理的平整冰阻力。通过计算得到了该船的性能曲线,即该船在不同厚度平整冰中航行所能达到的速度。此外,本文还考虑了该船与圆形浮冰之间的三维斜向碰撞问题,采用解析方法评估了浮冰对船舶的撞击力,研究了撞击位置、法向框架角度以及浮冰尺寸对碰撞力的影响。基于计算结果,本文就冰载荷的预测进行了讨论并提出了一些建议。     

空腔流尾流模式振荡特性研究

采用基于两方程k-ω-SST模型的IDDES方法,对5类空腔流进行数值模拟,研究空腔流尾流模式的振荡特性,详细分析了流场中涡结构、腔口法向速度等信息,着重探讨了空腔跨度和深度对尾流模式振荡频率的影响。数值计算结果表明:IDDES方法可有效模拟尾流模式不可压缩空腔流,捕捉空腔流一个周期内涡的演化规律;不同跨度、深度空腔尾流模式流场结构及涡发展规律基本一致;空腔跨度几乎不影响振荡频率,而深度对振荡频率有显著影响,与可压缩空腔流Rossiter给出的半经验公式有明显区别,并揭示了这种现象产生的原因。