排水型船标称伴流的数值模拟与分析

本文分析了集装箱船和散货船的船舶阻力和标称伴流的性能。采用CFD方法比较网格分布模式和湍流模型等影响因素，并将计算结果与实验值进行了比较。通过分析三种网格方案和两种湍流模型的结果，得到计算标称伴流的最优方案。以某散货船的标称伴流为例进行计算，得到“钩状”伴流。同时，对“钩状”伴流产生的原因进行了较好的分析。预测结果表明：VOF两相流模型的船体阻力计算值与实验值有很好的一致性；集装箱船标称伴流场的轴向伴流、切向伴流与径向伴流的计算值与实验值吻合较好，变化趋势保持一致，验证了本方法设置的可行性。     

一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案及其在河道平面二维水流计算中的应用

一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案是把SIMPLER与SIMPLEC两种算法结合起来,压力值通过求解压力Poisson方程获得,速度修正值计算式也考虑到了邻点速度修正值的影响。对该方案给出了详细的求解步骤,并通过对长江中游安庆河段平面二维水流流场的计算,将该方案与SIMPLE,SIMPLEC,SIMPLER算法进行了对比。结果表明:该方案有着更好的收敛特性,并且能节省数值计算的时间。     

新型布置方式在某双线船闸中的应用

以某船闸设计为例,在考虑水位、高程、地质条件及闸首机械设备等设计条件的基础上,提出错位式双线布置和并列式双线布置两种方案,比较分析两种方案的优缺点,得出错位式双线布置设计方案更为可行。在此方案的基础上,对船闸结构稳定性及强度进行计算,结果表明各项稳定指标满足规范要求,且计算得到不同工况条件下最大正弯矩值和最小负弯矩值,为类似工程提供借鉴。     

具有动、静力约束的货船中剖面优化设计

本文依据中国钢质海船建造规范的要求,同时考虑船舶振动对结构的影响,使总振动低谐调固有频率与干扰频率保持一定差距,建立动力和静力的约束条件,以船体重量最小为目标函数,编制了货船中剖面优化设计程序。本文采用了解约束非线性规划问题的改进的《SCDD》数学优化方法[2][7],它是沿目标函数梯度和沿综合约束函数梯度方向下降迭代的“双下降”法,分别对“庆阳”和“东风”两艘货船进行结构优化设计,结果表明,船体纵向构件总重量可望降低5～7％左右。     

南海台风浪的数值计算方案研究

基于第三代海浪模型SWAN,选取3种路径的典型个例台风,对南海台风浪的多种计算方案开展了较为详细的研究。有以下结论:首先,计算值与实测值符合良好,表明SWAN模型能对南海台风浪计算有较好的模拟效果。其次,通过是否考虑第一岛链外波浪影响的两种方案比较发现,第一岛链外的波浪对南海台风浪影响较小,可以采用100°E~125°E、0°~25°N的计算域范围。最后,通过多组次不同计算分辨率方案对比发现,计算分辨率越高,计算值和实测值的平均偏差越小,相关系数越大,模拟效果越好。从计算效果和计算效率的角度考虑,可以采用6'的计算分辨率对南海大部分开阔海域进行台风浪数值计算。     

大型复杂船体结构焊接工艺方案评价体系研究

为了能够科学合理地评价大型复杂船体结构焊接工艺方案,以某船体分段为例,计算六种焊接工艺方案下分段焊接变形.建立一种评价体系,依次确定评价要素,评分方法,允许偏差值和权重值.最后,将六种方案下分段焊接变形计算值代入评分公式,进而对船体结构的焊接工艺方案进行综合评价.     

多目标多层次船型方案模糊优选法

船型方案优选是一个多目标、多层次并含有模糊信息的决策问题,需要考虑的因素往往很多.本文通过划分相互关联的有序层次结构使问题条理化,然后利用文献[1]与文献[2]提出的模糊模式识别理论模型与模糊关系优选理论模型,以低层次的输出作为高层次的输入,对每一层次的单元系统进行优选计算,最后利用级别向量的特征值进行排序,对船型方案进行优选.算例说明,模型建立正确,计算结果可信,各方案的综合评判值离散性大.这一方法为合理选择船型方案提供了参考.     

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。     

基于ISIGHT的三体维护船侧体布局多目标优化研究

运用多学科设计优化平台ISIGHT针对三体维护船阻力性能和耐波性能进行侧体布局多目标优化。首先,将各侧体布局方案的CFD计算结果作为样本点,结合三体维护船的特定工作海况,运用谱分析方法预报不规则波中增阻平均值、总阻力值及纵摇、垂荡运动有义值,建立上述参数随侧体布局变化的近似模型,代替数值计算。然后,以最小化不规则波中总阻力值和纵摇、垂荡运动有义值为优化目标,以侧体纵向位置和横向位置为设计变量,采用设置权重和比例因子的方法确定目标函数,将所建近似模型作为数据库,选用多目标遗传算法NSGA-II,进行侧体布局多目标优化。最终,获得阻力性能和耐波性能综合最优的侧体布局方案。从而为海上三体风电维护船的设计和相关船型的性能预报提供参考。     

基于CFD的三体船侧体布局阻力研究

三体船构型复杂,主体与侧体间的兴波干扰影响因素较多,很难通过理论方法对其阻力性能进行准确预报。采用软件STAR-CCM+模拟三体船周围粘性流场,对一艘三体船模进行数值计算。计算中进行了侧体、主体以及三体船9种不同侧体布局详细模拟,求出了侧体与主体间的兴波干扰值,得到较佳的布局方案。通过计算结果与模型试验对比分析,验证了计算的可靠性。     

基于结构化网格技术的螺旋桨定常空泡性能数值分析

为了研究定常状态下螺旋桨的敞水性能和空泡性能,采用基于粘流理论的CFD方法开展了系统地计算分析。采用结构化网格方案,将计算区域划分为两个计算区域,内域包含螺旋桨,并将桨叶表面以及桨毂表面的网格进行加密。通过将螺旋桨推力、转矩系数及效率等水动力特性参数的计算值与试验数据进行对比分析,验证了本数值方法的可靠性。利用多相流混合模型计算了螺旋桨的定常空泡性能,并简要分析了不同空泡数下的螺旋桨空泡性能,为以后预报螺旋桨空泡性能提供一种可行方案。     

利用计算流体动力学技术进行船体设计优化

在计算流体动力学技术（CFD）和试验验证的帮助下，进行了一艘油船船体数字化外形的优化。所选用的具体目标函数是基于用户的需求。在当前的研究中，总阻力和波形要么分开使用，要么线性地结合在一起。在优化方法中，将在种不同的算法和一个计算流体动力学中的流体解算程序相结合，进行测试。由于设计变量数目的锐减，船体外形由一个摄动面来改进。因此，根据所给的不同目标函数和几何限制，自动获取了这艘油船球鼻的几种新的优化外形。在这些优化方案中，制造了其中两种优化模型，在INSEAN拖船帮助下进行了测试，并与原始设计作了对比。试验数据表明，这两种方案的优化方法是成功的。     

水利工程项目招标风险分析方法研究

研究从业主角度对水利工程招标风险提出了一种风险分析方法,分析了招标过程中的主要风险因素,运用改进的层次分析法(AHP方法)对风险进行评估,对不同等级风险提出应对方案,并通过风险量的计算估计风险的货币损失值,提高了风险分析的可操作性,使风险的控制更客观科学.     

利用实验数据修正船舶推进轴系横向振动的有限元模型

本文在 Berman 法的基础上提出了两种改进的修正方案,利用实验数据修正了船舶推进轴系横向振动的有限元模型。计算结果表明:本文的两种方案既可保证刚度矩阵、质量矩阵的带状性,又具有较高的精度和较快的计算速度。     

船舶主尺度方案的多目标模糊优化设计

本文主要介绍一种多目标模糊优化设计方法,它解决了船舶优化设计中的模糊性,在综合考虑多种目标的作用后求得较合适的方案。文章将这种方法应用到某散装水泥船的主尺度方案优选中,并将计算结果与实船数据进行比较。     

CFD在潜艇外形方案比较中的应用

以水滴型潜艇为母型进行改造,提出了新型椭圆截面和碟形截面的潜艇外形设计.水滴型潜艇的型值选用"大青花鱼"号的简化型值,在船长与排水量不变的条件下通过改变截面形状给出了后两种新艇型的型值,建立了计算模型.采用有限体积法求解不可压缩的雷诺平均(RANS)方程数值模拟了三种艇体周围的粘性流场,通过对三者的粘性绕流和阻力性能的比较,给出了三种方案各自的优缺点.     

基于层次加权求和的舰船平台特征评估方法

为舰船平台特征评估方法提供一种合理化计算模型,以层次分析方法(AHP)为理论依据构建评估指标体系,对多方案、多目标的复杂系统做出定量分析:利用模糊数学理论模型主观上分析采集评估指标数据;采用层次比对法计算各指标值权重;再通过加权求和层次递阶计算评估总值,最终得出舰船性能的综合评估结论。在对某型舰船3种设计方案选择的实际应用中,有效计算出方案3的平台特征最优,证明该方法适用于多方案、多目标、多层次复杂系统的具体分析和计算,在舰船设计和改进方案选择中具有使用合理性和实用价值。     

一种水下被动跟踪用的自适应两极卡尔曼滤波装置

由于目标的距离不是直接提供的，因此利用被动测量方法估计声源目标轨迹是困难的。用来计算距离的非线性方程以不便 计算的形式传递测量误差，引起了估值器在估计距离时大的偏差。许多学才为这是实际测量系统性能的局限性。本文提出了解决的有效方法是把滤波问题为两满足消除距离偏差和满足声源目标机动性这两个互相制约的要求，设计控制第一级滤波器是关键。本文提的滤波器的一种新的控制结构是权衡上 述两个互相制约要求的方案。通过仿真，证明了这种结构不仅显著降低了距离偏差，而且在目标距离变化时，能良好地跟踪机动目标。本方法和以往的一些方法相比，明显地降低了距离偏差，并且显著地改善了跟踪目标的稳定性。     

舰船结构强度评估方法

生存能力是舰船设计中要考虑一个重要因素,因主结构有破损的可能性,从而导致特殊的结构设计方案。对给定威胁目标造成的破损计算的基础是实用有效的,舰船完整状态和破损状态下的极限强度计算工具也是有效的,计算结果是一致的。可以应用两种方法来测定舰船因作战损坏造成的适航性下降。上述结果可在设计中进行考虑,并作为必要的改进。为了防止舰船与敌人遭遇后基本结构部件发生大变形或破坏,因总纵强度丧失而造成灾难发生事故,     

基于多目标优化算法的交流电抗器参数设计

以整流电路为应用背景,对其产生的电流谐波进行了分析,针对电压占比法引入交流电抗器较片面的问题,引入多目标优化算法对系统输入电流谐波畸变率、电抗器占压比、整流输出电压纹波系数等方面进行针对性的优化计算,并对两种方案进行仿真比较分析,证明了多目标优化算法的优越性。