船用发电机转子耦合温度场的数值模拟

本文对某型船用发电机转子及流体的耦合温度场进行数值模拟,依据CFD(Computational Fluid Dynamics)和数值传热学的基本原理,并结合该型船用发电机的结构特点,依次分别建立发电机转子耦合温度场的物理模型和数学模型,然后通过给定边界条件,选择RNG k-ε计算模型对该型发电机转子的温度场进行数值模拟。在稳定工况下,得到发电机转子中流体域和固体域的温度场分布,并对该型船用的转子温度场进行分析,得到一些有用的结论,这些结论为发电机的设计与优化提供理论依据。     

大功率感应式高速异步发电机转子模态和固有频率研究

本文基于大功率感应式高速异步发电机转子物理模型,利用 3 维有限元软件,计算了其模态和固有频率.计算结果与实验结果进行了比较验证,并将计算模型进行了修正.     

船舶内燃机绝热包敷排气消声器温度场数值模拟

内燃机的排气是高温气体,排气消声器外表温度对周边临近设施的影响应控制在一定的限度内,其温度场状况依赖于绝热包敷的材料和结构性能。文中所研究的消声器模型是一个流固耦合传热模型。研究使用CFD软件对模型进行三维数值模拟,采用带有传热面的消声器计算模型,用N-S方程和k-ω模型来模拟消声器内部流场及壁面温度场,并对计算结果进行后处理分析。     

异步风力发电机中转子电流控制器(RCC)的设计

转子电流控制器的响应速度快,对于大型异步风力发电机,可以弥补其变桨距结构变化缓慢的缺点,提高输出功率的稳定性。本文分析了异步风力发电机中转子电流控制器的基本原理,介绍了转子电流控制系统的硬件实现方案及软件设计思想。仿真表明,转子电流控制器在稳定发电机输出功率及减少变桨距动作频率方面作用明显。     

全垫升气垫船内部流场的数值模拟与改进

应用计算流体力学(CFD)方法对全垫升气垫船气囊内部的气动特性进行数值模拟计算,获得了气囊内的三维流场分布.其中的关键问题是气囊的排气孔壁面的处理,文中采用了多孔介质模型进行近似,针对气囊前后端压力不平衡的问题,分别采用在进气道内设置导流叶片和在气囊通道中设置隔断两种方法使压力趋于平衡,并通过数值试验找出其最佳位置.此外,文章还对实船相似设计的合理性进行了讨论.     

清淤射流泵流场数值模拟及其参数对性能影响分析

文章采用基于RANS方程的数值模拟方法研究了清淤射流泵的性能,建立了基于CFD技术的清淤射流泵流场分析方法,重点分析了清淤泵喷口间隙、内部结构、出口半径、进口压力等关键参数与流场之间的规律,给出了射流泵流体流动机理,提出了采用QhVh(底部流量与平均速度的乘积)来评价最佳射流泵及作业距离h。文中的射流泵流场数值模拟方法可为该类射流泵设计提供分析评估手段和实用工具。     

水下固体火箭发动机复杂多相流场数值模拟

由于固体火箭发动机在水下工作时与水环境之间存在剧烈的传热、传质现象,其工作特性与在大气环境中有很大不同.为了获取水下固体火箭发动机的工作特性,建立了其二维轴对称模型,采用高雷诺数k-ε湍流模型对N-S方程进行封闭,利用可以求解相间掺混的Mixture多相流模型对流场进行数值模拟,研究水下固体火箭发动机燃气射流流场的非定常演化过程及推力变化规律.对不同水深条件下的水下高速射流进行数值模拟,获取了射流典型界面演化规律;通过对不同水深条件下物理场的对比,获取了环境背压对推力变化与流场特性的影响规律.     

矢量控制异步发电机对输出功率的响应分析

建立绕线式异步电机矢量控制变速恒频发电系统的分析模型,研究该系统对输出功率的动态响应特性。通过理论推导,在MATLAB中编写S-Function建立绕线式异步电机矢量控制变速恒频发电系统数学模型。并结合具体参数算例分析输出功率动态调节情况下的系统动态响应波形,表明矢量控制的有效性及控制模型合理性。     

船用气水分离器流场的数值模拟

本文提出了一套船用燃气轮进气气水分离器曲折流场的数值计算方法，运用Ｋ－ε二方程湍流模型求解Ｎ－Ｓ方程，通过交错网格的压力积分求出了压力场。对不同结构参数的滤器进行了计算分析，找出了最优结构参数的选下范围，计算结果与实验值进行了比较，吻合良好。     

异步发电机的空载最小建压电容

为保证异步发电机空载时能够建立电压并稳定运行,必须选择合适的建压电容值,因此需要确定其空载最小建压电容。从异步发电机稳态运行的等值电路出发,根据异步发电机稳态运行时的回路阻抗为零选取合适的目标函数,利用变量轮换的直接优化方法计算空载最小建压电容值。此方法编程简单,收敛速度快计算准确度高。     

岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究

岸边集装箱起重机抗风性能设计是不可缺少的控制性环节。本文对65t-65m岸边集装箱起重机风洞试验的模型进行了计算流体动力学（CFD）数值模拟。通过计算几个典型的风向角和风速工况下起重机风洞试验模型,得到了丰富的流场及压力场信息,并绘制了速度分布和压力分布图。与风洞试验的数值对比,所得误差较小,说明使用CFD数值模拟的方法计算岸边集装箱起重机风载荷是可行的。     

船舶风倾力矩数值预报方法研究

以集装箱船为研究对象,基于CFD技术,对船舶风倾力矩预报的有关理论、计算方法和具体应用进行了探讨。计算表明应用数值计算方法可以对不同速度下的风倾力矩进行计算,但数值模拟的风速在竖直方向上是均匀分布的,这与实际风速结构有点区别,而在与规范计算的比较中也可以看出两者有一定的差距,因而可能还需借助试验来验证其精确性。     

喷水推进混流泵流体动力性能的CFD研究

采用CFD方法研究KaMeWa公司的某型喷水推进混流泵的流体动力性能,并分析其内部流场特性。通过几何建模,将泵划分为进口、叶轮、导叶体和喷口四部分。分别采用结构化网格离散计算区域。应用k-ε和k-ω相结合的SST湍流模型封闭控制方程,采用全隐式多区域网格耦合求解。预报其功率、扬程、效率等特性,将泵功率的计算结果与该泵厂家试验数据进行比较,误差在2%以内。说明本研究采用的CFD方法预报该泵的流体动力性能真实可信。根据计算结果,对内流场的流线和叶片表面的压力分布做了详细分析。     

数值水池及其在船舶与海洋工程中的应用

船舶物理模型试验周期长,费用昂贵,外界干扰因素难以控制,测量技术也有待发展,而计算机模拟的数值波浪水池具有费用低、无触点流场测量、无比例尺效应、能消除物模中由传感器尺寸及模型变形等因素对流场的影响,可获得较为详细的流场信息等优点。本文报道了作者在Fluent软件平台的基础上,经过二次开发,在所建立的数值水池中对船舶快速性、船舶与海洋结构物耐波性能等的研究进展。研究表明,数值水池可准确计算模型尺度下的高速船舶的阻力,可准确地模拟再现船舶与海洋结构物周围的自由面波形,计算预报波浪中实尺度船舶与海洋结构物的受力和运动,以及高海情下结构物所受到的冲击力等。     

推力瓦块几何参数对推力轴承润滑性能的影响分析

采用理论分析与计算流体力学(CFD)相结合的方法,利用CFD对简化的二维轴承的受力方向以及楔形间隙的受力大小进行计算,并与理论计算结果进行比较,能够很好吻合.用CFD对船用低速重载推力轴承的润滑状态进行了分析和研究,将数值模拟结果和按照传统工程设计得到的参数进行了比较:数值模拟得到的各个参数较设计值更具体,准确.使用CFD在设计轴承时对轴承的润滑状态进行数值模拟分析,能够提供更加详细的信息和参数,为轴承的优化设计服务.本文通过对影响推力轴承工作性能的推力瓦块的瓦张角、瓦面形面以及支撑形式等主要参数进行分析和研究,对指导推力轴承的设计具有重要的工程意义.     

KVLCC2船模斜航运动粘性流场及水动力数值计算

采用CFD商业软件FLUENT对KVLCC2模型的斜航运动粘性流场进行数值模拟,计算得到了不同漂角时的横向水动力、首摇力矩、船体表面压力分布及尾流场,通过将计算结果与试验结果进行比较,验证了文中计算方法的有效性.文中采用SST k-ω和RNG k-ε两种湍流模式进行了水动力计算及流场数值模拟,通过将其结果与试验结果进行比较,得出了SST k-ω模式较RNG k-ε模式更为适合于实际船型的斜航运动粘性水动力计算和流场数值模拟的结论.     

CFD仿真分析在换热器设计中的应用

用于化学激光器尾气降温的换热器对流动阻力要求非常苛刻,因此本文用CFD方法对换热器初步设计方案的可行性进行验证.建立了换热器CFD计算模型,采用标准k-ω两方程湍流模型对换热器的湍流流动和换热进行了仿真计算.仿真结果表明,压力降远低于允许值,初步设计方案可行,但是换热效果稍差,建议适当减小管间距,既充分利用流动阻力的许用值,又增强换热效果.     

潜艇组合翼舵的水动力非线性特性研究

潜艇尾操纵面形式上类似船用襟翼舵,但实际上是一种不同的组合翼舵.由于前段固定翼尾流的影响,组合翼舵在小舵角时舵力可能出现非线性特征.本文设计了两个二维的组合翼舵,并采用CFD方法进行了比较分析.结果表明:某些情况下(如文中的算例二),小舵角时的舵力非线性特性非常显著,舵力不仅不能简单地采用线性方程来表述,而且还应该加密试验测点,才能合理地描述舵力随舵角的变化规律.文中给出的定量结果还有待于物理模型试验的验证,但本研究所揭示的现象值得在今后的物理模型试验研究中予以关注.     

CFD技术在发动机研究中的应用

随着计算机技术和计算流体力学等相关理论的发展,数字化仿真技术被广泛应用于发动机研究的诸多领域,并且取得了许多富有意义的成果。本文阐述了CFD技术在发动机设计开发中的重要性,并借助于Fluent软件介绍了CFD技术在发动机数值模拟中的具体步骤。     

数值波浪水池中船舶水动力系数测试与分析技术

以CFD理论为基础,建立了数值波浪水池,给出了一种基于三维数值波浪水池的船舶水动力系数测试与分析技术。对Wigley-III船模在数值波浪水池中受迫振荡进行了数值模拟,计算分析了船体垂荡、纵摇及纵荡运动的附加质量与阻尼,并与三维势流理论计算结果进行了比较,两者吻合良好。此方法能准确给出浮式结构物的水动力系数,细致描述船舶周围的流场,可广泛应用于船舶与海洋工程浮式结构物的水动力性能研究。