基于CFD不同AUV艇体的阻力性能分析

自主水下航行器（AUV）作为探索海洋、开发资源和军事作战等水下应用的重要手段,其速度和续航力是评价其性能优劣的重要方面。AUV在水下航行时的阻力主要取决于其几何形状和尺寸以及其表面的光滑程度,因此 ,研究AUV的几何形状和外观尺寸便显得尤为重要。对AUTOSUB,HUGIN,REMUS,BLUEFIN1和BLUEFIN2这5种艇型建立几何模型并进行阻力性能分析。通过采用计算流体动力学（CFD）方法进行数值模拟,并将所得结果与理论结果进行对比分析,以验证CFD模拟的可靠性及模拟的最优模式。通过对比不同直径、不同舵的展弦比、带舵和无舵、有整流罩以及相似径长比的不同艇型来比较AUV的阻力性能,最终得到艇型的阻力性能特点以及最佳艇型。研究表明：在5种艇型中,AUTOSUB型最优,其次是HUGIN型、REMUS型和BLUEFIN1型,最后是BLUEFIN2型,其中AUTOSUB型和HUGIN型适合中、高速航行,REMUS型和BLUEFIN型适合低速航行。     

基于CFD模拟的船舶空调舱室热舒适性研究

针对船舶舱室热环境的特殊性,建立了适用的CFD计算模型,并对其进行了实验验证。在该模型的数值模拟结果基础上,以PMV-PPD热舒适性评价指标和DNV COMF-C(3)规范为依据,对船舶舱室空调气流组织进行优化。优化结果表明,相比于优化前,优化后的餐厅和会议室的热舒适性得到改善,热环境满意人数分别增加了52.7%和28.9%。结合CFD模拟和热舒适性评价分析的优化方法,在节约时间和实验成本的同时,为船舶空调系统的设计和优化提供了重要依据。     

基于CFD方法的舰船纵倾组合浮态阻力计算的研究

随着舰船大型化和快速化的发展,舰船易发生横倾和纵倾等浮态变化。如何准确地预报舰船的阻力状况是设计船体时的重要步骤。针对此问题,本文主要采用计算流体动力学的方法估计舰船阻力。本文在介绍CFD技术原理的基础上,研究了CFD主要技术思路和详细计算流程。对船体在航行过程中所受阻力进行归纳分类,推导流体动力学控制方程式,研究应用广泛的湍流模型。最后,进行船模试验,验证CFD模拟计算结果。试验结果表明,CFD计算结果较为精确,具有实际应用价值。     

基于CFD的排水型三体无人艇阻力优化研究

为预报某三体无人艇的静水航行阻力,利用STAR-CCM+软件对船体进行计算流体动力学仿真。基于船体的航速和排水量等设计参数,考虑侧体纵向位置和侧体船型2种因素,选取不同设计方案进行计算。结合后处理得到的流场特征对仿真结果进行分析,总结阻力变化规律,探讨船体水动力性能的变化机理。结果表明：侧体纵向位置后移可减小片体间兴波扰动,减阻率最大约6.7%;改变侧体型宽会小幅度降低船体压阻,其最大减阻率约4.5%。汇总多种船型方案的计算结果,为三体无人艇的后续研究提供参考。     

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。     

基于CFD的船用相继增压柴油机切换点燃烧过程对比研究

利用STAR-CD和GT-Power软件对相继增压柴油机在切换点工况下一台增压器工作(1TC)和两台增压器均工作(2TC)的喷雾、燃烧过程进行了多维瞬态对比研究,通过计算得到了1TC和2TC的缸内气体流场、湍动能、温度场等信息.燃烧过程对比研究表明:相继增压柴油机在切换点工况,1TC的进气量充足,燃空当量比小,缸内燃烧情况更加平稳,因此1TC的缸内平均压力高于2TC,缸内平均温度低于2TC.     

不同工况下巨型沉井水流力及流场研究

水流经过沉井时,由于沉井对过水断面的压缩造成沉井周围流场的变化.为了探索不同流速、流向和水深工况下沉井受力变化,在模型试验与CFD数值模拟的基础上,采用控制变量法对沉井在着床、浮运过程中的流场变化规律进行研究;针对规范公式对大型结构计算存在的不足,提出对侧压缩系数进行修正.计算结果表明:随着流速的增加,水流力与流速呈抛...