针翅套管内强迫流动阻力特性试验研究

以润滑油-水为工质,对针翅套管双侧强迫流动的阻力特性进行试验研究,分析针翅相对高度与针翅管节距等因素对流动阻力系数的影响。结果发现,针翅套管环隙内的流动阻力特性与普通圆管以及光滑管环隙大不相同。由于其环隙内布满针翅,对流体产生了极大的扰动,因此对流体流态的转变有重要影响,其中相对翅高的影响较大。在对试验数据进行分析整理的基础上,回归出摩擦阻力压降与质量流速和针翅管结构参数的试验关联式。     

应用涡流发生器抑制联体涡空泡研究

为解决某散货船螺旋桨模型空泡试验中发现的桨一船联体涡空泡,以及由此而引起的船体强烈振动,文中通过试验进行了涡流发生器控制桨一船联体涡空泡的应用研究.研究结果表明:船体周围的流动是造成桨一船联体涡空泡的主要原因,通过改变桨的设计不能根本解决问题;通过安装适当的涡流发生器能够成功抑制桨一船联体涡空泡的产生,并使螺旋桨空泡诱导的船体脉动压力减小1/2～1/3左右.     

涡流发生器在民船减振上的应用研究

介绍了船用涡流发生器在改变船艉部流场、降低某多用途船船体振动方面的成功应用.在大型循环水槽中进行了涡流发生器的优化试验研究,并进行了相关的理论分析.模型试验结果表明,合适的涡流发生器能降低螺旋桨空泡诱导脉动压力的一阶叶频分量20% ～ 30%,二阶叶频分量超过50%.实船试航结果表明,在船体艉部安装优选的涡流发生器能够降低船体振动20% ～60%.     

涡流发生器在民船减振上的应用研究

  目的  连体涡空泡会导致螺旋桨诱导船体激振力急剧上升。因破冰船螺旋桨的负荷通常较大,再加之浮冰阻塞的复杂影响,发生连体涡空泡的风险较高,需要对其作用机理予以探索性的分析。   方法  在大型空泡水筒中开展机理性试验,并结合数值模拟手段,引入“皮鲁埃特效应”对连体涡空泡周围的流场进行详细研究。   结果  结果显示：当冰模型下端面至螺旋桨轴中心的距离H为桨模型直径D的0.25倍时,调节冰模型与螺旋桨的轴向位置可以诱发连体涡空泡;当H=0.5D时,连体涡空泡始终未发生。   结论  分析表明,较强的水动力相互作用、涡系结构以及“皮鲁埃特效应”是冰阻塞作用下螺旋桨连体涡空泡形成的机理。     

一体化反应堆直流蒸汽发生器流动不稳定性研究

一体化反应堆结构紧凑、安全性高,在中小型反应堆的发展中具有很大优势。一体化反应堆中通常采用套管式直流蒸汽发生器(OTSG),传热管是套管结构,采用双面传热,换热能力强,但套管内存在单相区,汽水两相区和过热区,传热情况复杂,在反应堆启动、停止或低功率运行时容易产生两相流动不稳定现象。文章采用RELAP5程序,针对某陆用反应堆套管式直流蒸汽发生器建立了集总参数分析的模型,研究了系统压力、入口过冷度、入口节流等参数对流动不稳定性的影响。计算结果表明:增大系统压力,提高入口过冷度,在一定条件下增加入口节流均有利于系统的稳定。文章是对一体化反应堆直流蒸汽发生器流动性研究,对船用反应堆的直流蒸汽发生器流动性研究同样具有参考意义。     

滑行艇喷溅阻力特性模型试验研究

通过开展棱柱型滑行艇喷溅阻力的模型试验研究,提出了一种滑行艇喷溅阻力的计算分析方法.试验选取4组不同初始纵倾角τ=1.5°,2.2°,3.0°,5.0°,每个纵倾角对应2个吃水,分别为:τ=1.5°时吃水dA=37.3,27.3 mm;τ=2.2°时dA=58.0,38.0 mm;τ=3.0°时dA=58.0,48.0 mm;τ=5.0°时dA=73.0,53.0 mm.每个吃水下的航速分别为1,2,3,4,5 m/s共计40种工况.通过在艇底布置压力传感器测量航行过程中受到的水动压力,同时采用高速摄像机拍摄的视频捕捉航行过程中的喷溅区域和滑行面,开展滑行面压力传感器数据的处理分析,确定了滑行艇滑行面的阻力特性,在此基础上采用间接法完成了滑行艇喷溅阻力的分析计算.结果表明:高速滑行状态下,滑行艇的喷溅阻力约占总阻力的22%~35%.     

大洋勘探船月池阻力特性研究

针对大洋勘探船,考虑直立型首和球鼻型首2种船型,以及无月池、首月池和双月池3种月池配置方案,采用数值模拟的方法分析船舶总阻力以及月池增阻情况。分析不同船型及月池布置方案对大洋勘探船船体阻力的影响,探究不同船型以及月池布置方案的摩擦阻力和剩余阻力分量的规律,为进一步探索月池阻力的改进措施提供思路。     

空芯电涡流传感器探头线圈特性的研究

本文采用有限元分析方法建立空芯电涡流传感器探头线圈二维参数化模型,并对其模型进行了仿真,在仿真过程中研究了电涡流传感器检测系统中检测距离,检测材料,检测频率对电涡流传感器的性能和灵敏度的影响,为涡流检测的实际应用提供分析方法和参考依据.     

涡流发生器安装间距对翼型水动力性能的影响

为研究涡流发生器安装间距对翼型水动力性能的影响,以NACA0018翼型为研究对象,基于计算流体动力学软件STAR-CCM+,采用SST k-ω湍流模型,研究涡流发生器在不同安装间距下对翼型在失速过程中的流动控制效果和激涡质量的影响。结果表明：在翼型失速之前,涡流发生器对翼型的水动力性能的影响不大;在翼型失速之后,涡流发生器在任意安装间距下均能抑制翼型表面的流动分离,增大翼型的升力系数,最大可增大16.7%。涡流发生器的安装间距会对其工作效果产生影响,存在最佳安装间距,且间距过大或过小都会影响涡流发生器的激涡质量,从而影响其流动控制效果。     

高速双体船阻力和兴波特性的试验研究

通过一艘具有非对称片体线型的高速双体船的模型试验和波型分析，探讨了单独片体和双体船两种布置形式的兴波特性及其与运动状态之间的关系。     

基于CFD的风帆助航船阻力特性研究

现有关于风帆船的研究大多针对帆型的优化,而对风帆助航船阻力特性的研究相对较少.文中以风帆助航船的阻力预报为研究背景,利用数值模拟软件STAR CCM+,对风帆船的阻力特性进行模拟研究.首先,选取椭圆弧形风帆,利用重叠网格技术模拟计算出不同风向、不同几何攻角下的风帆受力情况.然后,将帆与船作为一个整体,应用VOF方法对不同风向、不同漂角下风帆船的阻力性能进行预报.在研究中得到了不同风向下获得较好助推性能所对应的几何攻角;发现了船舶阻力随漂角的增大而增大,且增大的幅度越来越大;得出了该风帆船在设计航速下,通过风帆角度的调整可使阻力减少23.3%.     

三体船侧体阻力特性研究

近年来,全球对增速、扩容的小型船舶需求不断增增大,这种对高速船,特别是对车/客渡船及小型水面战舰的需求,引起对非常规船型-具备超高速及大容量的船型的研究,双体船和小水线面双体船在这方面使用较多,另一种可以作为这种用途的非常规船型的研究,双体船和小水线面双体船在这方面使用较多,另一种可以作为这种用途的非常规船型是三体船,与双体船相比,三体船具有高速时相对低的功能要求、甲板面积更大、机械装置更通用的潜力,论述了侧体位置、对称性、排水量及攻角对三体船阻力特性的影响。这项研究旨在产生一个有用的设计方法,使三体船阻力特性量化,该方法使设计师在进行三体船概念设计时,在水动力特性与其他设计因素之间进行合理权衡。     

90°弯管流动预测评估及流动特性研究

采用两种不同的计算方案对弯管内的流动进行数值计算,并与试验值进行对比,分析6种不同湍流模型对弯管内流动预测的影响。结果表明,SKE模型配合壁面函数法和RNG以及RKE湍流模型的预测能力类似,都能大致预测出管内流动的分布规律,但对弯管内侧区域速度扭曲的计算结果与试验值存在明显差异,而SST k-ω湍流模型给出的计算结果与试验值最为符合。基于SST k-ω湍流模型的计算结果研究迪恩涡的发展规律,重点讨论迪恩涡的发展、消失过程,可为后续磨损预测的分析奠定理论基础。     

冷凝器内蒸汽相变及流动阻力分析

针对某船用辅冷凝器内工质流动与相变换热特性,对冷凝器内蒸汽的流动换热开展理论建模与数值计算。计算蒸汽流过换热管时压力变化,从而发现局部压阻较大位置,并得到该冷凝器不同阶段下蒸汽冷凝相变过程,最终得出该冷凝器内冷凝水的过冷度。该结果对现工况下冷凝器的试验具有极大的指导意义,并为改善冷凝器结构提供新的思路。     

小水线面双体船船型与阻力特性关系的研究

本文利用计算流体力学软件FLUENT对一小水线面双体船的粘性绕流进行了数值模拟，研究其船型与船舶阻力之间的关系，主要讨论以下几个方面：（1）特定船型条件下，随着雷诺数变化阻力的变化情况；（2）两潜体在相同长度不同间距时的阻力特性；（3）相同排水量的条件下，潜体不同长径比时的阻力特性。通过将数值模拟结果与经验公式比较，验证FLUENT软件用于船舶阻力分析的有效性和实用性。     

基于STAR-CCM+的空投气垫船静水阻力特性研究

通过CATIA建立空投气垫船的三维模型,利用STAR-CCM+计算流体软件对空投气垫船的流场进行数值模拟,采用重叠网格策略对虚拟拖曳池流场进行网格划分,且由于空投气垫船在航行过程中涉及到空气和水介质,因此在模拟中选择多相流和VOF模型用来模拟自由界面。计算该模型在静水中不同航速下的兴波、水气两相分布情况及总阻力等水动力性能的变化规律,验证了STAR-CCM+平台对空投气垫船静水航行状态以及总阻力数值模拟的可靠性和有效性。     

船用燃气轮机燃气发生器特性仿真与试验研究

某型低工况改进型船用燃气轮机在首次整机试验时,在部分工况出现低压压气机喘振裕度不足10%的情况。为了使低压压气机以及整机工作在安全范围内,有必要对高低压压气机压比进行重新调配。为了改善低压压气机运行工作线,提出了通过仿真分析改变涡轮喉道面积来调整高低压压气机压比分配的研究方法。本文基于热力循环分析法,建立低工况下燃气发生器数学物理模型、部件匹配模型,以及喷管热力学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台建立改进涡轮喉道面积燃气发生器仿真模型。根据仿真结果确定增大低压涡轮喉道面积5%的调整方案,并将该方案应用于后续燃气发生器试验。试验结果表明,通过喉道面积调整可以有效的调整燃气轮机燃气发生器高低压压气机压比分配,增大低压压气机喘振裕度,保证燃气轮机在全工况范围内安全、稳态、高效的运行,为下一阶段低工况改进型整机性能试验提供了理论和试验的双重支撑。     

桩群绕流阻力特性数值模拟研究

本文采用FLUENT软件,选择RNG k-ε模型及Simplec算法,对桩群绕流问题进行数值模拟,研究不同桩数及排列方式下的桩群阻力特性及阻流效果。     

桩基绕流阻力特性研究现状与展望

对桩基绕流阻力特性的研究做了详细的回顾,并对研究成果进行了归纳与总结,且指出了研究的不足与空白之处以及以后广大科研工作者该努力的方向。