作为船舶设计工具的CFD

本文主要包括三部分，首先，简要介绍水动力学领域里各种ＣＦＤ专题讨论会，评述其主要发现及其对以后发展的意义；然后，概括水动力设计中ＣＦＤ的实际应用情况，列举为此目的所用的方法，总结目前应用这些方法所涉及的设计问题，介绍作者所经历的七个最新实例；最后，从省时和经济观点探讨了应用ＣＦＤ的益处。     

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的船舶水动力计算收敛性分析

为基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）的单体船型水动力性能计算参数提供参考依据,开展相关的收敛性分析。采用CFD数值计算,分析网格尺度、湍流模型和时间步长对于船舶水动力计算的收敛性影响,提出基于CFD的船舶水动力计算优化参数模型,并以水池模型试验验证所提方案的准确性。采用船长2.83%的非结构化网格进行流体计算域网格划分,采用Realizable k-ε湍流模型,计算时间步长取波浪遭遇周期Te的1/200,可更加合理地模拟船舶在规则波中的运动响应,为基于CFD的船舶阻力与耐波性计算提供确定依据。     

船舶空调通风系统设计中的CFD应用

采用计算流体动力学(CFD)手段来优化空调通风系统的设计是一个新的课题和尝试。本文介绍了采用CFD方法,就目前708研究所为康菲公司设计的30万吨FPSO变压器室的通风案例,对变压器室的气流场进行分析,提出通风系统的优化设计方案,实现了在相对小风量下保证变压器正常工作的环境温度的目的。     

基于CFD的潜器外形优化

潜器的外形对于其总体性能非常重要,而传统的外形设计方法难以满足优化设计的需要。通过对潜器外形特点的分析,建立其外形几何表达式,并以排水量和浮心纵向位置建立约束方程。该数学模型生成的外形方案可以满足性能要求,减少设计过程中的重复,同时还解决了优化所需的方案集的难题。通过建立优化代理机制,可减少数值模拟计算次数;拟合函数的极值求取,又可为优化指明方向;最后,可采用计算流体动力学(CFD)数值模拟对优化的结果进行验证。     

基于CFD仿真的船舶负压隔离区空调通风设计

以船舶负压隔离区为研究对象,对其空调通风系统进行设计。运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术,对隔离病房的气流组织优化和隔离区的压力梯度控制进行数值仿真分析。研究结果表明：对负压隔离病房采用上送风、下侧排风方式,可有效降低病房内的污染物质量浓度;逐级建立隔离区压力梯度,能使气流由干净区向污染区定向流动,对预防内部交叉感染、保障医护人员的健康具有重要作用。     

船舶几种浮态下阻力的数值计算方法

商船会因装载不同而吃水大幅增减,舰艇会因战损而出现严重纵横倾,如何在浮态急剧变化时估算船舶的快速性,是一项具有普遍意义的课题.为了解决上述问题,采用计算流体力学方法对某型船模进行了大量计及自由表面的不同浮态下的阻力数值计算,在深入分析船体浮态改变时影响船舶阻力诸因素的基础上,对数值计算结果进行了研究,推导出船舶吃水、纵倾和横倾变化时的阻力估算公式.据此进行的数值计算结果与水池试验结果对比,吻合良好,从而验证了提出的计算模式的可行性,为解决船舶任意浮态下的阻力计算问题提供了新的思路.     

船舶柴油主机液压拆装工具的使用

阐述船舶柴油机重要紧固件的液压拆装工具的结构与工作原理,结合作多年工作的经验,总结了利用液压折卸工具拆卸柴油机紧固件中易发生的问题并提出了解决的办法。     

方形波浪中船舶运动特性的CFD数值模拟研究

当两种不同方向的风生成的波浪或涌浪传播到某一海区时,会出现大范围的方形波浪现象,对过往船舶的6自由度运动有很大的影响。论文基于CFD方法研究方形波浪中S175型船的运动。并基于动量源项和强迫波力技术建立了方形波浪的数值造波与消波方法。然后,基于重叠网格和VOF技术建立方形波浪中船舶运动的预报方法。分析了不同方形波浪参数对船舶运动性能的影响,为船舶遭遇方形波浪时的安全航行提供建议。     

基于CFD的船舶喷水推进器优化设计

介绍了计算流体力学(CFD)作为一种先进手段在喷水推进器水力性能分析、结构优化设计和推进性能检验中的重要应用.界定了喷水推进器数值计算域,采用结构化网格进行空间离散,选择剪切应力输运湍流模型进行数值计算.在进行了网格无关性分析的基础上,计算了某新型喷水推进泵的外特性,并采用多种定性和定量指标对导叶的整流效果和进水流道的引流性能进行评估,并进行了合理的优化改进.在各部件性能优良的基础上,对“船+泵”流场进行整体计算,通过壁面积分法求取喷水推进器产生的有效推力进行船舶快速性预报. CFD技术的应用为喷水推进器最终设计成功提供了有力保障.     

基于船舶阻力计算方法确定浮泥的适航密度值

效仿通过船模阻力试验来界定浮泥适航密度值的方法,提出采用船舶阻力计算方法确定浮泥的适航密度值。基于求解NS方程的CFD方法,建立了模拟浮泥中船舶运动流场的数学模型,模型中浮泥的本构关系用改进的Herschel-Bulkley模型来描述。以连云港航道现场泥样和超大型油船KVLCC2为例,采用所建立的数学模型计算了船舶以不同速度在不同密度浮泥中航行受到的阻力。通过数学手段分析了船舶阻力随浮泥密度变化的趋势,确定该港口航道浮泥的适航密度值为1 210 kg/m3,该值与采用流变试验方法和船模阻力试验方法得到的适航密度值接近,证明了文章提出方法的有效性。     

一种新的船舶柴油机模糊故障诊断方法

为进一步提高船舶柴油机故障诊断的可靠性,将一种基于模糊信息多级融合的故障诊断方法应用到船舶柴油机的故障诊断中,该方法将各级诊断数据充分融合后再进行船舶柴油机的故障诊断,应用结果表明该方法准确有效,不但在正常情况下作出了准确的故障诊断,而且在局部检测传感器失灵发生误检的情况下亦能避免船舶柴油机故障诊断的误判,为提高船舶柴油机故障诊断的可靠性提供了有益的借鉴.     

船舶风管设计计算CAD

本文主要介绍了船舶通风管道的设计计算，校核计算及阻力计算，阐述了风管设计计算的过程，以及如何利用AUTO CAD的二次开发功能（VISUAL LISP和DCL语言）编制AUTO CAD环境下的计算程序，以达到在AUTO CAD绘图时辅助设计计算的目的，提高专业人员的工作效率，传通风专业设计人员参考。     

一种船舶吃水差的精确计算方法

此文通过分析纵倾状态下船舶吃水差传统计算方法中的误差，提出了一种适合于纵倾，特别是在较大纵倾状态下船舶吃水差的精确计算方法，该方法通常可以在具备一定船舶资料的条件下采用，也可以在船舶装载软件的设计中采用。     

产生冲击设计值的一种方法

工程师们在试图用包络或高置倍限统计方法去确定由冲击谱给出的冲击环境时会碰到困难。本文阐明了产生受瞬态运动激励作用的简单结构类型的冲击设计值的一个方法。每个的冲击设计值是完成应力和挠度的计算所运用的正则模态方程式的杜哈曼积分中的一个近似的简单数。这里说明了不用通常的合成技术产生这些谱的方法，那些合成技术导致了不现实的设计值，然而，本方法提供的种种设计值仍然是保守的。     

一种崭新的船舶运行原理

这是一项原理性的发明,已获得22个国家的发明专利.该发明提出一种特别的船体浸湿面外形布局,可在不改变原推进系统及其推进功率的情况下,大大提高船艇的性能:船艇前进时激起水动推进力、附加水动升力和相应的水动力矩,从而大幅度提高航速和航向、横向、纵向的安全稳定性;转弯时激起水动助回转力矩和抗船体横向向心倾覆力矩,使船艇可以很小的回转半径和横向倾侧,安全迅速地完成回转;迎浪前进时激起水动反冲击力、附加水动升力和相应的水动力矩,可以抗颠簸失速、纵摇拍击和横摇摆动,使船艇平稳高速地前进,平稳安全地完成回转.应用该原理建造的小型船艇的实航试验证明了其确实具有上述性能.