基于红外图像的耐腐蚀船舶材料表面缺陷识别研究

船舶耐腐蚀材料长期受海水侵蚀会出现不同程度的腐蚀现象,为更好地维护船舶组件,研究基于红外图像的耐腐蚀船舶材料表面缺陷识别方法。该方法通过设计超声红外图像检测装置,利用该装置采集耐腐蚀船舶材料表面红外图像后,分别使用双边滤波器和自适应边缘补偿方法对耐腐蚀船舶材料表面红外图像进行去噪和边缘增强处理,并以处理后的耐腐蚀船舶材料表面红外图像为基础,使用小波变换方法得到耐腐蚀船舶材料表面缺陷边缘集合点和缺陷位置,实现耐腐蚀船舶材料表面缺陷识别。研究结果表明,该方法具备较强的耐腐蚀船舶材料表面红外图像降噪和边缘增强能力,并可有效识别大小不同的耐腐蚀船舶材料表面缺陷,应用效果较佳。     

潮湿混凝土表面粘结材料开发及基本性能试验研究

通过对环氧树脂粘结材料基本性能以及与碳纤维材料共同作用于干湿混凝土表面粘结性能的研究,开发出一种既能在干燥混凝土表面、也能在潮湿混凝土表面施涂且性能满足有关要求的潮湿混凝土表面粘结材料.     

锂离子电池正极材料表面包覆的研究与发展

锂离子电池的正极活性材料的研究是锂离子电池发展中非常重要的一环,表面包覆改性是提高锂离子电池正极材料电化学性能的重要手段之一,文章综述了国内外锂离子电池正极材料表面包覆的方法和材料,并对未来表面包覆工作的发展提出了一些看法。     

声学材料表面铺层对船舶舱室噪声影响研究

针对船舶舱室噪声控制问题,开展声学材料表面铺层对船舶舱室噪声控制效果的影响研究。首先,基于传递矩阵方法建立声学材料微观声学性能分析模型,分析典型舾装声学材料吸隔声性能参数,并将理论计算结果与阻抗管试验值进行了对比,验证理论分析方法的有效性;其次,基于本文方法开展不同表面铺层对声学材料微观声学性能的影响研究,总结船舶舾装声学材料不同表面铺层吸隔声特性规律。最后,以某船舶实尺度舱室噪声测试值为基准,采用统计能量法探究考虑声学材料表面铺层与否对船舶舱室噪声的影响。研究表明,传递矩阵法可用于船舶舾装声学材料微观声学性能分析,表面铺层的存在将改变声学材料微观声学性能,并进一步影响船舶舱室噪声控制水平。     

316不锈钢加工前后磁性变化数值模拟

316不锈钢材料在建造过程中的磁性变化会影响船舶的低磁性。文章建立50mm×50 mm×15 mm的仿真模型,设置材料为钕铁硼,仿真永磁体材料表面附近磁通密度,并进行试验比照验证仿真方案的可行性;之后分别对加工前后的316不锈钢材料表面附近磁通密度进行仿真计算。结果表明:在冷加工前后,316不锈钢材料表面附近磁通密度变化值在1%以内,而在焊接或火工矫正之后,由于氧化皮的存在,材料整体磁性变化较大。     

基于低表面能设计的船体表面绿色防污研究进展

基于低表面能材料的防污机理分析,阐述通过改变表面物质和表面结构来制备低表面能材料的两种方法的原理及研究现状,综述生物有机金属的发展历程和研究现状,介绍使用多肽合成技术以及基因工程技术在生物肽上添加疏水基团来改变有机金属疏水性能,提出使用表面微结构手段进一步降低生物有机金属的表面能,为低表面能生物有机金属的研究提供一些新的思路和方法。     

微波超天线技术的研究与发展北大核心CSCD

天线技术的发展一直局限于其基本的物理特性。人造结构(即超构材料)的发展具备了独特的电特性,对现有天线设计的性能改善和引入新的功能带来了机会。首先简要介绍超构材料和超构表面的概念。以微波超透镜为例,详细介绍超构表面以及超构表面天线的设计。接着,简要概述微波超天线技术(即基于超构材料和超构表面的天线)的最新研究进展。最后,对微波超天线研究与开发的前景和重点课题进行展望。     

条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承材料摩擦性能的影响

为了研究条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承摩擦磨损性能的影响,在轴承试件表面分别添加0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm 3种不同深度的条形沟槽,并加入1组不添加表面纹理的试件作为对比。使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对材料进行测试,并结合表面形貌及磨损量比较分析其摩擦磨损性能。结果表明,条形沟槽可有效提高材料的摩擦磨损性能且沟槽深度对材料性能有着较大影响:转速较低时,较深的沟槽深度更能提升材料的摩擦磨损性能;转速较高时,较浅沟槽深度的材料具有更加优良的性能。     

激光冲击强化对AISI8620合金钢耐磨性能的影响

对AISI8620合金钢表面进行冲击强化处理,研究了激光冲击强化后材料表面粗糙度、冲击区域残余应力和磨损性能的变化以及这些因素对材料耐磨性能的影响.实验结果表明:激光冲击强化能够降低AISI8620合金钢表面粗糙度,能够明显改善冲击区域的残余应力分布,减小摩擦系数,大大提高了AISI8620合金钢的耐磨性能,为AISI...     

齿轮表面改性技术研究现状

齿轮表面改性技术对于齿面强化,延长齿轮的使用寿命和发展新型齿轮加工技术具有重要的意义.文中综述了齿轮表面改性技术的方法及涂层材料: 涂层方法由最初的化学气相沉积法发展到物理气相沉积法和离子注入法.其中,复合表面处理是目前研究最多的一种方法;涂层材料也由单一涂层向多元涂层发展.在此基础上,提出了齿轮表面改性技术的研究发展方向.     

螺旋桨梢涡流场的DES模拟

文章应用分离涡模型（DES）对螺旋桨尾流中梢涡流场分布进行了数值研究。为准确模拟螺旋桨梢涡流场的信息,应用全六面体网格对螺旋桨计算域进行网格划分,通过迭代计算确定螺旋桨梢涡涡核的位置。为避免数值离散误差,对梢涡区域进行了网格加密处理。为了研究螺旋桨梢涡空间形态,文中采用涡核识别的“Q准则”,对螺旋桨梢涡等值面进行定义。计算结果表明,该文建立的尾流中梢涡流场分布数值模拟方法能够准确预报出螺旋桨梢涡流场的分布及涡核形状,与实验测量结果相符。     

均流中PPTC螺旋桨梢涡空泡数值预报

文章采用Sauer空化模型,研究了网格类型和湍流模型对均流中螺旋桨梢涡空泡数值模拟的影响,研究表明,现有的空泡模型适合于螺旋桨梢涡空泡的数值模拟,其中梢涡空泡区域网格密度是关键,文中提出了一种合适的梢涡空泡区域网格加密方法.对PPTC螺旋桨全湿流和梢涡空泡进行了数值预报,螺旋桨梢涡空泡形态与试验结果进行了对比,并应用涡判据"Q准则"和"λ2准则"分析了梢涡与梢涡空泡的流动特征.全湿流中梢涡区域的涡量随周向的分布呈现单峰特性,最小涡量在涡心处,而空泡流中梢涡空泡区域的涡量随周向的分布呈现双峰特性,最小涡量不在涡心处.     

基于DES方法的螺旋桨尾涡演化数值研究

采用分离涡模拟(DES)方法对多工况下螺旋桨的尾流场特性及尾涡结构进行数值研究,应用滑移网格技术完成螺旋桨敞水试验模拟,采用Spalart-Allmaras湍流模型封闭N-S方程组。数值计算结果显示:采用DES方法得到的水动力特性结果与模型试验结果吻合度高,DES方法能够较好地捕捉到螺旋桨尾流场中复杂的尾涡结构,螺旋桨不同桨叶产生的梢涡之间的自诱导和相互诱导作用引起尾涡结构形态变化,4叶桨梢涡结构之间会产生2次融合重组,毂涡振荡与梢涡演化之间存在相互干扰作用,不同进速系数下尾涡演化规律基本一致。     

水翼叶顶间隙漩涡空化流动特性研究

采用试验的方法研究了不同空化数下水翼叶顶间隙区域漩涡空化流动的发展变化。试验在闭式空化水洞中进行,采用高速全流场显示技术对空化流场进行观测,并采用图像处理技术对试验结果进行处理,提出空化涡模型,阐述了涡空化的发展规律。研究结果表明:随着空化数的降低,叶顶间隙漩涡空化的发展主要经历如下三个阶段:(I)泄露涡内部空化初生阶段:在水翼中部附近产生游离状空化,向下游运动并迅速溃灭消失。(II)叶顶间隙内部附着空化发展阶段:涡空化逐渐发展并向水翼尾缘延伸,空化涡带呈螺旋状非轴对称旋转;叶顶位置压力面中部附近开始出现片状附着型空化,并体现出强烈的非定常特性。(III)射流剪切层内部空化形成阶段:涡空化延伸至水翼下游;叶顶附着空化充分发展,充满间隙并形成射流剪切层空化,和空化涡带共同形成三角状空化结构。     

Investigation on the vortex structure of propeller wake influenced by loading on the blade

The vortex structure of the wake behind a marine propeller was investigated in terms of loading variation by using particle image velocimetry. One hundred and fifty instantaneous velocity fields were ensemble averaged to study the spatial evolution of the wake and the behavior of the tip vortices in the region ranging from the trailing edge to one propeller diameter downstream. The trailing vorticity was found to be related to the radial velocity jump, and the viscous wake was affected by the boundary layers developed on the blade surfaces. A vortex identification method using the swirling strength was employed to extract the location of the tip vortex. The loading on the blade made a clear difference to the contraction angles. Slipstream contraction occurred in the very near wake region, and unstable oscillation occurred because of reduced interaction between the tip vortex and the wake sheet behind the maximum contraction point for each loading condition. The maximum tangential velocity around the tip vortex center revealed the average radius of its core, which was used for calculating the vortex strength. Additionally, variation of the average radius of tip vortices with the change of blade loading was related to vortex tube stretching in the wake region. The nearly constant vortex strength continued up to one diameter downstream for light loading and design loading conditions.     

螺旋桨空泡和噪声特性试验研究

本文通过螺旋桨空泡噪声模型试验,研究螺旋桨空泡和噪声特征,以及螺旋桨不同阶段空泡和噪声的关系,探究螺旋桨噪声产生及控制机理.建立了螺旋桨空泡和噪声同步测试方法,针对2400 TEU集装箱船螺旋桨开展模型试验.从螺旋桨模型试验结果分析得出:片空泡脱落形成梢涡空泡产生的噪声量级最高,且具有宽带特性,梢涡空泡噪声量级次之;模型状态下片空泡脱落形成梢涡空泡,以及独立的梢涡空泡引起的空泡噪声均在1000 Hz附近存在明显峰值,对应实桨的峰值频率为50-60 Hz.     

涡街流量计的选型与应用

本文首先介绍了涡街流量计的工作原理,并对涡街流量计的优缺点进行了分析;其次结合采油平台实际工况进行了流量仪表选型;并且介绍了针对涡街流量计的防振措施;最后通过计算对比分析,证明涡街流量计是一款相对节能的流量计。     

基于IVCBC涡方法高雷诺数下串联双圆柱的数值计算模型及其尾流特征研究

针对串联双圆柱的结构特点,利用IVCBC涡方法适合高雷诺数下数值计算的特点,建立了高雷诺数下串联双圆柱绕流的数值计算模型;采用经典算例验证了IVCBC涡方法的收敛性;探索了雷诺数为2.5×104、间隙比分别为1.1,1.25,2,2.5,3,3.25和4的串联双圆柱绕流的尾流特征;清晰地展示了尾流中较小的漩涡的形成、分裂和融合,详细地阐述了串联双圆柱流体特征发生突变的原因;深刻地揭示了串联双圆在高雷诺数下的绕流机理。研究表明:尾流模式与经典的实验尾流模型吻合较好,两圆柱中间的涡对是串联双圆尾流发生突变的主要原因;间隙之间时,间隙上部小漩涡形成、间隙中间流体的振动与下游圆柱表面上涡的脱落是同步的;该流体模式能清晰地展示尾流中较小漩涡,说明与有网格方法比较,该计算模型具有较大的优越性,为进一步研究高雷诺数下串联双圆柱流体力的特征提供了重要的研究工具。     

基于凹槽结构的泵喷推进器梢涡控制效果及计算方法

为了降低泵喷推进器的辐射噪声,借鉴航空发动机"处理机匣"技术,在泵喷推进器导管内壁上开设凹槽结构,达到降低泵喷推进器转子梢涡强度、抑制梢涡空化的目的。针对某型泵喷推进器,采用结构化网格,对比分析了无凹槽和有凹槽喷泵喷推进器的梢涡强度,结果显示,导管凹槽能够有效削弱梢涡强度;分析了湍流模型、网格数量和时间步长对计算结果的影响,初步建立了导管凹槽梢涡抑制效果的数值计算方法,研究结果为泵喷推进器梢涡控制提供了新的技术路径和技术支撑。     

On the mechanism of the bursting phenomena of propeller tip vortex cavitation

 The bursting phenomenon of tip vortex cavitation of a propeller sometimes causes severe high-frequency vibration, but its mechanism has not yet been elucidated. In this study, we carried out model experiments by changing the propellers, wake distributions, thrust coefficients, and cavitation numbers parametrically, examined the bursting phenomenon with a high-speed video camera, and measured the pressure fluctuations caused by the phenomenon. We also measured flow distribution around the tip vortex. As a result, we found that in the bursting phenomenon, large pressure fluctuations occurred twice, and that they strongly depended on the wake distribution. Two means were suggested to suppress the bursting phenomenon, other than changing the wake distribution: stabilizing tip vortex cavitation or reducing the cavity volume. Numerical fluid simulations around a propeller in noncavitating, unsteady conditions were also conducted, and the strength of the tip vortex along the circumference and its derivative were examined. As a result, the phenomena were parameterized by the time derivative of the strength of the tip vortex, and if it was higher than a threshold value, the tip vortex cavitation burst. Therefore, it is possible to predict the occurrence of the bursting phenomenon by numerical analysis. Received: November 6, 2001 / Accepted: January 24, 2002