平头涡尾船型高速时的试验分析

针对平头涡尾船型在高速时的试验结果，讨论其阻力及推进性能，并指出高速时存在的问题，提出了相应的改进措施。     

通恒公司研制涡尾高速客轮成功

第三代平头涡尾船型是华中理工大学造船系经过近30年的研究才取得成果的国家级重点高科技项目。该项目1994年就通过交通部、中国船舶工业总公司、国家教委两次国家级技术鉴定会鉴定。鉴定结论为:第三代平头涡尾船型属国际首例,其快速性能达     

重庆造船工程学会举办长江新船型专题讲座

重庆造船工程学会于1989年3月16日举办了长江新船型——尖头双尾船型和平头涡尾船型的专题讲座,来自本地区造船行业20个单位的76名代表参加了讲座。华中理工大学薛中川教授在会上作了《平头涡尾船的节能、减振和经济性分析》的专题报告,     

发展中的涡尾新船型

平头涡尾部型是将中国古代平头船和国外蜗槽尾创造性结合而成的独具中国特色的新船型，具有快速性好，推进效率高等显著优点，自１９９７年问世以来，已发展到第三代，极具推广价值。     

超浅吃水平头涡尾客轮

随着经济的发展和人们生活水平的提高,国内的旅游业也蓬勃发展,尤其以个三峡、神农溪、漓江、湄公河、白洋淀等自然风光更是吸引了众多中外游客。但长期以来,在这种旅游区的浅水急流航区,一直缺乏高效、快速、舒适的旅游客运船舶。为此,湖北通恒船舶制造有限公司总经理及总设计师薛中川教授,研制开发了一种新型的平头涡尾船——超浅吃水平头涡尾船,运用于该等旅游地区。     

平涡高速客船试航成功

由华中理工大学教授薛中川主持研制的“国家95火炬计划项目”——白鳍豚5号平头涡尾钢质高速船日前在湖北鄂州试航成功。此船采用MWM两台共646KW主机推进,满载航速每小时50公里,载客量90位,是一种航速较高、马力小、价格较低的新船     

涡尾船型的研究与进展

本文系统地总结了１９７７年以来涡尾船型的研制过程，并分析了涡尾船各阶段的试验研究成果和实船应用情况，阐述了涡尾船型的基本特点并对其今的研究方向提出了一些看法。     

导管螺旋桨的非定常性能预估

应用非定常升力面理论与非定常面元法，在时域范围内通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响，对导管螺旋桨的定常性能进行了预估。采有了一个修正的螺旋桨尾涡模型，来模拟导管螺旋桨尾涡片的扭曲变形衣分离现象。桨泄出涡与导管泄出涡之间的非定常干扰采用了两种处理方法：（1）时域内严格匹配；（2）时域内简化处理。泄出涡的简化处理在允许的计算精度范围内，能大幅度地减少计算时间。对JD简易导管螺旋桨的计算表明，本文所建立的方法能较好地预估导管螺旋桨的定常及非常性能。     

减振器绕流流场的CFD分析

深水钻采作业过程中使用的各种立管，在海流作用下容易发生涡激振动，引起结构破坏。减振器作为抑制涡激的装置，在现场取得了较好的效果。针对不同尾角结构的减振器，通过流体动力学（CFD）方法，求解NS方程，得到减振器绕流流场的分布，以及横向力、曳力系数的变化规律，通过分析减振器涡激抑制的机理，提出尾角结构的最佳尺寸；针对各种不同方向的来流，计算了减振器的横向力、曳力系数，得到了来流方向对立管涡激振动的影响。结果表明，来流方向与减振器尾角对称轴线方向保持一定的角度时，减振器的效果更佳。     

平头涡艉船建造中的若干工艺问题

本文就平头涡艉新船型在实船建造过程中，为保证船舶性能，对建造工艺流程中的船体放样、船体装配两个主要环节中的若干工艺问题进行了讨论，提出了解决方法和建议。     

基于 DES 方法的张力腿平台主体结构水动力特性研究

考虑张力腿平台立柱和浮箱之间的相互影响,通过分离涡模拟法（DES）对均匀流下张力腿平台主体三维水动力流特性进行了研究,讨论了张力腿平台阻力系数、升力系数及其频谱、压力系数和尾涡等特性。研究表明：阻力系数和升力系数时历曲线变化具有一定的周期性和“脉动性”;下游立柱受到上游立柱尾涡作用,导致下游立柱阻力系数较上游立柱阻力系数略大;下游立柱升力系数幅值较上游立柱升力系数幅值大,下游立柱泄涡具有明显的周期性特点;升力系数时历变化呈现紊乱,频谱图中谱峰个数越多且带宽越大。立柱表面压力系数呈现出“W”型且张力腿平台主体周围具有不同垂向流态形式,稳定脱落周期下通过压力系数最大值判断撞击点等特殊位置,压力系数最小值判断尾涡所附位置;尾涡具有高度各向相异性,不同来流方向下张力腿平台主体尾后出现不同尾涡结构和流形态。     

基于圆柱受迫振动的新尾涡模式分析

尾涡模式与涡激振动的发生机理相关，基于OpenFOAM对系列圆柱受迫振动进行数值模拟，通过复解调方法得到升力与位移之间的相位角，开展相位角与尾涡模式的关联分析。结果表明，在某些振动频率和幅值下，升力与位移之间的相位角并非稳定不变，而会在正负值间跳转。伴随相位角的正负变化，尾涡脱落会在2P和2P_O模式间变换。2P_O是数值模拟发现的一种新尾涡模式，其与2P模式均表现为在圆柱两侧交替泄放一对旋涡，但旋涡强度有区别。2P模式的一对旋涡中两个旋涡强度相当，而2P_O模式的一个旋涡强度明显弱于另一个旋涡。     

来流含气条件下喷水推进器内部涡结构数值分析

基于Eulerian-Eulerian非均相流模型对来流含气条件下喷水推进器叶轮内涡结构分布进行数值分析，发现由于进流中存在气相介质，使得叶轮中涡量分布较纯水中发生改变。在旋转效应和形变效应影响下，气相介质表面与内部的涡旋方向相反，随着航速升高，流道内流动状态趋于稳定，高涡量分布区域逐渐减少。在瞬态数值计算中，运用?涡识别方法发现气相介质的存在会使得叶顶泄漏涡强度和大小发生改变，尾缘涡较纯水中出现明显延展现象。由此说明喷水推进器在来流含气条件运行时，叶轮内涡结构的产生和发展会受到气相介质影响。     

减摇鳍的定常与非定常水动力计算方法

本文分两部分。第一部分是减摇鳍的升力和两对鳍之间定常干扰的理论与实验研究。作者根据涡格法,并考虑到小展弦比机翼在大攻角时的非线性和尾涡的卷起。提出了一种计算两对鳍之间干扰的方法。计算结果与实验结果的符合程度是令人满意的。第二部分是非定常水动力计算方法。作者采用涡环分布模型,把鳍运动的时间历程按一定的时间间隔依次求解。文中给出了升力和力矩随时间变化的数字结果。计算得到的尾涡形状与用流场显示技术得到的尾涡照片作了比较。     

适用于Kappel桨的面元法尾涡模型

Kappel桨在梢部剧烈弯折,这样的几何结构能够抑制梢涡的形成,起到梢部加载的作用。为了模拟桨叶弯折后对整个桨叶受力分布的影响,本文通过CFD计算分析几何尺寸相似的弯折三维翼和平直三维翼的剖面环量分布,并以此为基础就面元法分析Kappel桨时的尾涡进行修正。利用修正尾涡模型的面元法计算Kappel桨的敞水性能,与未修改尾涡面的面元法计算结果作比较,并就面元法计算Kappel桨的Morino库塔条件和等压库塔条件进行相关说明。     

基于CEL方法的射弹高速入水数值研究

针对超空泡射弹火炮武器在航空反水雷作战中的应用,本文基于耦合欧拉—拉格朗日(CEL)方法对射弹高速入水过程进行了数值模拟,重点对入水空泡的捕捉精度问题进行了研究。对于平头射弹而言,采用刚体壳单元进行几何离散、求解,由于双侧接触问题会使入水空泡的捕捉失真。基于对壳单元双侧接触形成机理的分析,获得了改善射弹高速入水空泡捕捉精度的方法。通过射弹入水后的超空泡形态与试验、理论研究结果的对比,表明了CEL方法对高速入水数值求解的有效性;进而通过射弹带攻角垂直入水尾拍过程的数值模拟,捕捉到了与水下发射试验相近的空泡不连续演化特征。最后,对数值模拟得到射弹尾拍载荷特性、射弹尾拍航行状态下姿态偏转角速度变化的分析表明,射弹尾拍对其水下弹道性能有重要影响。     

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。     

平头回转体压强分布的计算

本文讨论了用同轴涡环系来模拟平头回转体的无粘性、不可压缩轴对称绕流,建立了平头回转体表面速度分布所满足的第一类Fredholm积分方程,并给出了求解的数值方法和若干数值计算例子。最后将所得结果和有关的试验数据或其它理论结果作了比较和讨论。     

螺旋桨性能预估的非线性涡格法

本文提供了一个计算螺旋桨水动力性能的非定常非线性涡格法(UNVLM)。该方法中,螺旋桨尾涡形状预先是未知的,而是作为解的一部分由尾涡泄出和卷曲的时间历程来确定。文章通过常规桨DTNSRDC-4118和大侧斜桨DTNSRDC-4383的敞水性能计算,了解了考虑梢部分离对计算结果的影响。与现有的实验数据比较表明,本方法所得的结果是令人满意的。计算结果还清楚地展示了螺旋桨尾涡的变形动态以及稳定后尾涡片的几何形状,这对加深理解和进一步研究螺旋桨尾涡结构有重要的实际意义。     

川南450t级机动驳船型设计

介绍川南４５０ｔ级机动驳的主尺度确定和型线设计，并进行了实船营运经济分析，提出了一种适于浅水急流航区，节能经济的平头纵流首外倾双球尾船型。