充型与凝固过程数值模拟铸造CAE软件在船用铸钢件上的应用

介绍铸造CAE软件的组成、流程图,阐述铸造CAE软件在生产上的应用和对铸造生产的指导作用,以及对铸件缺陷的预测.     

船用气缸凝固过程数值模拟及应用

通过有限单元法，采用Ｃ－Ｎ格式模拟气缸套在离心浇铸后凝固过程的温度场，并通过发迹工艺条件一使最后凝固区尽量推向气套内表面，以提供合理的切削余量和减少铸造缺陷２。     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器的充汽过程是复杂剧烈的汽液两相热质交换过程,具有瞬时充汽量极大、热负荷波动剧烈的特点,其充汽特性直接关系到舰船蒸汽动力系统的运行稳定性。根据船用蒸汽蓄热器的运行条件,采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,进行不同初始水位和压力下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明：在充汽流量一定的条件下,蒸汽蓄热器初始水位越高,导致蓄热器压力越小、蒸汽温度越低;蒸汽蓄热器初始压力越大,造成蓄热器压力越大、蒸汽温度越高;在充汽起始阶段,蒸汽蓄热器初始压力越大,蓄热器水位和压力波动越剧烈。     

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。     

两种充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟

为给船舶蒸汽动力系统设计提供技术支撑,采用考虑蒸发和冷凝的热相变模型描述蒸汽蓄热器汽、液两相的热质传递规律,并结合缓慢充汽和快速充汽计算边界条件,基于CFX实现不同充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟。计算结果表明：在缓慢充汽起始阶段,船用蒸汽蓄热器水位波动大,最终水位保持平稳且略有升高;缓慢充汽过程中,船用蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律;在快速充汽过程中,蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律,计算结果与试验数据基本吻合。     

船用蒸汽蓄热器充汽过程的热工水力特性数值研究

采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,基于CFX进行船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力特性数值研究。计算结果表明:充汽过程中,船用蒸汽蓄热器压力、温度均呈快速上升的变化规律;蓄热器汽水空间产生蒸汽射流及涡流效应;两流体模型和热相变模型能够准确描述船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力参数,为船舶蒸汽蓄热器的设计提供技术支撑。     

船舶航行数值模拟在水运工程的应用

文章回顾总结了船舶航行数值模拟在水运工程中的应用现状,讨论了不同自然条件对船舶航行的影响以及行船之间的相互影响,并介绍了船舶航行模拟软件Dynasim.为论证我国南方港口设计中某一泊位的通航安全,利用该软件模拟了多种船舶在不同风、浪、流以及船舶装载等条件下的航迹线,讨论了两船之间的追越和相遇时彼此的影响.通过具体的船舶...     

船舶结构T型接头焊接变形数值模拟研究

基于ANSYS WORKBENCH有限元软件,建立了某集装箱船T型焊接接头的热-弹塑性有限元模型。通过顺序耦合的计算方式,对接头的焊接温度场、焊接残余应力及变形进行了数值模拟。最后将数值模拟结果与试验结果进行比较。研究结果表明：数值模拟计算得到的T型接头横向位移和纵向位移与试验结果相符合,所建立的数值模拟模型较准确地预报了T型接头的焊接变形情况。     

U型防波堤与波浪相互作用的数值模拟

半淹没式固定U型防波堤,通过在自由水面附近设置挡浪结构增加能量耗散而达到降低港内波浪的目的;为了减小U型防波堤波浪反射,在其左侧设置成可渗透型沉箱。本文基于Navier-Stokes方程,采用k-ε模型封闭雷诺方程,以spatially-averaged方程作为孔隙流的控制方程,用VOF方法跟踪自由表面,建立了波浪与建筑物相互作用的数学模型,采用该模型模拟了规则波入射时波浪与可渗透型U型防波堤的相互作用,针对不同尺寸U型防波堤,进一步讨论了U型防波堤对波浪传播中反射和透射的影响。     

船用燃气轮机排气引射系统的数值模拟及实验研究

主要对船用燃气轮机排气引射器进行数值模拟,通过改变排气引射系统的结构来提高引射系数.根据计算结果对改进前后两种引射系统的总压,静压分布及引射性能进行分析并利用实验进行验证,结果表明计算结果与实验测量值吻合良好.     

中国船舶科学研究中心在船舶CAE领域的应用与开发实践

引言 CAE技术是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术,CAE软件是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学,工程管理学与现代计算机科学和技术相结合而形成的一种多学科、综合型、知识密集信息产品.     

船用增压锅炉过热器内流场数值模拟与流量分配规律研究

针对某船用增压锅炉过热器结构复杂的特点，用PRO／E建立了过热器内蒸汽空间的整体三维模型，选择更合理的边界条件，以流体力学基本方程组和标准的k—ε双方程湍流模型为数学模型，对不同结构参数的过热器蒸汽流场分别进行了整体三维数值模拟，直接得到并联各管蒸汽质量流量分配规律。分析、归纳并验证了影响流量偏差的各种结构因素。计算结果表明，该型过热器采用细密管束沿集箱轴向均匀进汽，并将第二、三流程沿炉膛宽度方向分隔成三部分的特殊结构，能显著减小各部分的流量偏差与热负荷偏差，并利用倾斜挡板减缓了集箱腔体内沿流向的静压下降幅度，使流量偏差与炉膛热负荷分布保持一致。挡板形状和流程布置方式有利于减小过热器管束的壁温差异。当保持过热器的其它结构特征（流程布置方式、挡板型式、管束引入引出方式和位置等）不变时，流量分配不均匀性取决于单位集箱长度上的支管总横截面积与集箱横截面积之比，以及支管平均长度与集箱长度之比两个参数，前者越小，或后者越大，则支管流量分配越均匀。计算方法和结果对于过热器结构优化设计有重要参考价值，并为建立流量偏差同结构参数之间的通用性关联式奠定了基础。     

船舶与高桩码头碰撞过程的数值模拟

基于ANSYS/LS-DYNA软件,模拟5 000吨级件杂货船分别以2 m/s和5 m/s两种撞击速度与江阴港3万吨泊位高桩码头的碰撞过程。得到并分析了船与高桩码头之间碰撞的能量变化和作用力,与船桥碰撞规范结果进行比较,得出了一般规律和特点,从而为同类码头的设计、维护等提供理论上的支持及工程上的应用指导。     

土木工程数值模拟及应用教学的改革与实践

针对土木工程教学改革面临的困难与挑战从土木工程数值模拟及应用的教学目的、教学内容、教学方法、上机实验、教师素质培养等方面进行探讨和实践,以推进教学改革和完善人才培养模式,并有针对性地提出具体的改革措施和实践方法。     

船舶操纵运动数值模拟在桥梁通航孔布设中的应用研究*

布设于通航水域中的桥墩可能会对桥区河段通航安全产生较大影响,因此对桥位河段的通航情况及通航净空尺度展开分析研究十分必要。目前,桥梁的通航论证研究主要包括水流流速、流向、通航净空高度和和通航净空宽度,而对代表船舶通过设计通航孔时的船舶航行姿态研究甚少。在平面二维水流数学模型基础上,开发建立船舶操纵运动数学模型,通过模拟计算代表船舶通过桥区的航行姿态和航行参数,包括艏向角、舵角、漂角及航速等,结果表明可较好模拟在不同水文组合条件和不同通航孔条件下,船舶通过桥区水域的操控及航行条件。