摇摆对窄矩形通道内流量波动特性的影响

为了研究在摇摆工况下船舶流体系统的流量波动特性,建立摇摆实验平台模拟海洋环境,进行窄矩形通道内流量波动特性研究。结果表明,由摇摆运动引起的附加力会使流体系统的流量发生周期性的波动,且波动周期一致。附加切向压降和附加向心压降的波动振幅随着摇摆角度和摇摆频率的增加而迅速增加,然而时均质量流量随着摇摆角度和摇摆频率的增加减小。在摇摆工况下流量的相对波动振幅随着摇摆角度和频率的增加而增加,随着雷诺数的增加而减小。     

矩形窄缝加热通道低流速工况下临界热流密度试验

针对矩形窄缝加热通道开展低流速工况下临界热流密度(CHF)试验研究,获得矩形窄缝加热通道临界热流密度及参数影响规律.研究结果表明:在矩形窄缝加热通道低流速工况下,临界发生时的加热元件壁面温度会发生飞升,矩形窄缝加热通道临界热流密随系统质量流速增大而增大,随系统压力、质量含汽量、进口温度增大而降低;研究获得CHF计算关系...     

窄裂纹通道流动特性数值计算研究

管道裂纹泄漏率预测是破前漏技术的应用基础,窄缝裂纹流道的流动特性将直接影响泄漏率计算结果。本研究采用数值计算方法,对窄缝裂纹通道进行参数化建模,通过计算流体力学技术(CFD)研究裂纹几何形貌参数对流动特性的影响。研究结果表明,宏观粗糙度与裂纹张开位移(COD)的比值会影响裂纹通道流场和湍流特性,使得相同雷诺数下的阻力系数随上述比值的增加先增加后减小。     

微通道单相气体流动特性影响分析

对空气在当量直径0.5 mm和1.0 mm微通道中的流动特性进行数值仿真研究与分析。分析结果表明,微通道在平均马赫数0.15左右就必须考虑可压缩性影响。微通道在Re为1 380左右即发生提前转捩现象,提前转捩和可压缩性都将使沿程阻力增加。微通道受进口段影响,压强降较大,但微通道层流进口段长度和湍流进口段长度均小于常规通道。     

矩形水舱流体晃荡的水动力特性的试验研究

本文根据在上海交通大学船舶及海洋工程系船舶流体力学实验室进行的模型试验,论述了无制荡结构及具有内部制荡结构(制荡隔壁,深甲板梁——制荡板和船底宽肋板)时的水动力特性。对制荡效果作了讨论。 文中对试验数据进行了分析比较,与理论值及别的试验结果的比较表明,本文的试验结果是令人满意的。文中对试验数据进行了回归分析,得出可供设计参考的经验公式。最后对油船设计中如何考虑舱内流体的晃荡载荷提出建议。     

浮体吃水比对窄缝流体运动特性的影响

本文结合粘性流体理论和VOF模型,采用Waves2Foam开展了浮体吃水比对浮体间窄缝流体运动特性影响的研究。结果表明,同吃水浮体间窄缝流体振幅分布与实验结果一致,数值水池的水深对数值结果有影响;同时发现,浮体吃水比对多浮体系统窄缝流体共振的波浪幅度和共振频率有非线性影响。浮体吃水增加,共振频率下降,迎浪侧浮体吃水增加,导致反射波系数增加,流体振荡波幅显著下降,背浪侧浮体吃水增加,导致反射波系数下降,流体振荡波幅上升。同时,由流体粘性引起的粘性耗散随着窄缝流体振荡幅度的增加而同步增加。最后,对涡量演化的分析说明了窄缝流体振荡幅度的变化。     

方箱与直墙间窄缝内流体共振的试验研究

窄缝流体共振现象广泛见于海上多浮体联合作业以及码头前的船舶靠泊。文中以直墙前固定方箱的窄缝流体共振问题为简化模型,开展了室内试验工作,考虑了不同的入射波频率和波高的影响作用。研究工作表明,试验观测到的共振波高可达到入射波波高的7倍以上,且共振波高随入射波波高呈幂函数关系增大。直墙一窄缝一方箱系统的反射系数对方箱吃水深度、窄缝宽度和入射波波高存在复杂的非线性依赖关系,这体现了共振响应过程中的机械能损耗机制。     

内翅片管的蒸发传热和压力降特性

传热和压力降的测定是在三个螺旋形内翅片管(外径12.7～15.9毫米,片数30～32,片高0.5～0.6毫米)中,在蒸发的情况下进行的,F_(22)在其中呈二相流动。并将所测的数据同装有星状插入物的光管和不装有星状插入物的光管作了比较。在相同的加热长度试验区(0.8和2.44米)内,冷剂量的变化为0.2和0.7和质量流速范围为65,000～270,000克/秒·米~2,比较的结果是:(1)内翅片管的传热系数比光管的传热系数增长36～760％并随着质量流速的增加而增加。更密致些的翅状螺旋片传热的效果更好。(2)带有星状插入物的光管的传热系数增长40～370％,但是随着质量流速降低而降低。(3)内翅片管的压力降比光管的压力降增加10～290％。当光管装上星状插入物时则为300～2000％。提高内翅片管特性的因素包括对横截面流通面只有很小影响的低翅片和密致的螺旋片。该密致的螺旋片增加了单位管长的边缘转角长度,使得气泡成核。     

超临界LNG在螺旋形微通道中的流动传热特性

由于液化天然气(LNG)稳定、安全、体积小,通常将天然气液化后进行运输。LNG汽化后才能使用或输入管道,因此换热器作为汽化LNG的关键部件而被广泛应用。换热器内部由大量微细通道组成。本文主要针对螺旋形微细通道内超临界LNG的流动情况进行分析,对比不同螺距螺旋形流道的流动换热性能,随着螺距的减小,换热性能提升而流动性能下降。与直流道相比,采用合适螺距的螺旋形流道可以显著提升换热性能而对流动性能的影响相对较小。通过计算不同质量通量、热流密度下螺旋形流道的流动换热性能,讨论了螺旋形流道中,能实现较好的流动换热性能的质量通量和热流密度。     

粘弹性流体作用下的船舶水动力特性研究

为了提高船舶、潜艇的航运性能,降低高速行进过程中的海水阻力,国内外对船舶的水动力特性研究和船型设计投入了大量的精力。粘弹性流体是一种介于粘性流体和弹性固体之间的流体,具有粘性和弹性2种特征,研究粘弹性流体下的船舶水动力特性可以模拟船舶在极端海洋气象条件下的水动力特性,对改善船型设计、提高船舶水动力性能有重要的作用。本文利用计算流体力学CFD技术和数值模拟软件Fluent,完成了船舶在粘弹性流体作用下的水动力仿真,并结合CFD计算软件Open FOAM对船舶在粘弹性流体的动力学特性进行分析,并完成基于Fluent的船舶水动力仿真。     

不同运行工况下船舶电力系统的负载响应特性研究

船舶电力系统经过上百年的发展,目前已经综合了电力推进系统、船载用电设备等,对于船舶的正常运行有非常重要的作用。随着船载用电设备的不断增加,一方面增加了船舶电力系统的供电压力,另一方面,对于某些非线性负载,可能会导致电力系统不稳定。本文研究的主要内容是不同运行工况下电力系统的负载响应,采用傅里叶变换等信号提取方式,结合船舶电力系统的数学模型,对不同运行工况下的电力系统负载响应进行分析与仿真,对于改善电力系统的负载响应特性有一定的参考价值。     

流体薄膜强化传热技术的发展

本文介绍了流体薄膜强化传热－液膜蒸发－冷凝传热的优点和当今世界的最新水平、主要研究成果，及其在海水脱盐装置中的应用。列举了各种型式高性能液膜蒸发－冷凝传热管及其特性数据。     

浮力对不同截面形状通道中超临界LNG传热特性的影响

在液化天然气动力船舶中,超临界液化天然气在使用前需要进行气化。超临界LNG的气化是一个拟相变过程。本研究对超临界LNG在拟相变过程中的局部流动和传热性能进行数值研究,主要目的是揭示在不同截面形状通道内浮力对局部流动和传热性能的影响。研究发现,浮力因子的大小受截面形状影响不大。另一方面,浮力对传热性能的影响集中在类液区和拟临界区。二次流是由于浮力和密度差异的影响而产生的。流体的分布及二次流受到通道形状及浮力的影响从而影响传热性能。通常,二次流的存在提高了通道壁面和相邻流体间的传热性能。然而,由于浮力的原因,低密度、高温流体聚集在通道顶部,导致局部传热性能恶化。因为通道截面形状的不同,导致湍动能及定压比热的分布不相同,从而造成传热性能存在差异。     

组合矩形港池振荡特性研究

本文基于缓坡方程有限元模型研究了组合矩形港池的振荡特性,探讨了不同组合方式港池的响应曲线和模态的变化、港口安全评估等问题。结果表明,响应曲线均值可以作为港湾振荡强度的内在指标,但想要合理地评估港湾振荡的实际危害,必须以加权形式考虑当地入射波浪波能的频率分布。     

单相电力变压器高频传输特性研究

本文对单相电力变压器高频信号传输特性进行研究。首先建立了描述变压器高频传输特性的电路模型,模型考虑了变压器的高频寄生参数的影响。针对不同频段各种寄生参数对变压器传输特性的不同影响,将等效电路化简为不同频段的简化低阶谐振电路,并得出主导谐振点的频率计算公式。根据谐振频率法求取变压器的寄生电容参数,同时对电感参数及电阻参数也进行提取。试验与计算结果的对比验证了在50Hz～500kHz频率内所建立的电路模型具有较好的准确性。     

汽轮发电机组变工况稳态调速率调试与试验研究

针对某孤立电站汽轮发电机组的静态特性和调节系统进行研究和试验,总结出了变工况稳态调速率的有效调整途径和变化规律.研究表明:通过对调压器垫片的厚度、稳态调速率调整器刻度的调整可以使机组在高低蒸汽参数下稳态调速率趋于一致.根据两种调整途径之间的关系及试验数据,总结出的稳态调速率调试规律,将对后续汽轮发电机组稳态调速率的调试工作起到一定的借鉴作用.     

波浪作用下钻井船月池内流体水动力性能研究

为了规避钻井船月池内发生共振情况带来的危险,本文采用势流理论和CFD数值模型相结合的方式,对钻井船的水动力性能和月池内流体运动进行研究。在入射波为月池共振周期的情况下,将船体有无耦合运动时月池内流体的不同运动进行比较研究,得出船体运动会增大月池内流体运动的结论。