进速比对喷水推进器进水流道性能影响研究

采用RNG k-ε湍流模型封闭RANS方程,运用SIMPLE算法,对某喷水推进器进水流道的内流场进行数值模拟,揭示了该流道特征断面的速压分布规律和水力损失规律,从流道出流均匀性、空化程度、流动分离程度和流动损失四个方面提供定性和定量指标来分析流道在不同进速比(IVR)工况下的水力性能.分析结果表明,该流道应尽量工作于IVR在0.6～0.8之间工况,此时各方面性能都较好.     

喷水推进器进水流道内流场数值模拟与分析

进水流道是喷水推进系统的关键部件之一,该部件性能优良与否直接影响到整个喷水推进系统工作性能的优劣．考虑到船底边界层对进水流道来流动量和动能的影响及喷水推进器各部件的相互作用,合理界定了喷水推进器数值计算所需的流场控制体,联用六面体结构化网格和四面体非结构化网格进行区域离散,选择κ-ε两方程湍流模型封闭RANS方程,采用稳态多参考系方法计算求解．分析和比较了船的航速和喷泵的转速对进水流道内流场的速度和压力分布的影响,评估了进水流道的出流均匀度、唇部最小压力点位置的偏移、空化可能性等多方面的性能．研究发现：航速的增加使流道出流变的不均匀,使唇部最小压力点的位置向下偏移;进水流道的出口、唇部和斜坡处是易发生空化的地方,应保证所在运行工况的三处静压力最小值均大于空化临界静压力值．     

加导叶喷水推进器水动力特性研究

用数值方法计算了加导叶喷水推进器的水动力特性.在质量守恒定理和动量守恒定理的基础上建立不可压缩流体的积分方程,以SIMPLE为基本算法,结合速度修正方程和压力修正方程,求解喷水推进器的内部速度场和压力场,采用基于二方程雷诺数时均方程方法研究喷水推进的湍流模型.用数值方法建立喷水推进器的三维数学模型,用混合网格布置方法提高计算精度.分析了不同流量下加导叶喷水推进器的流量和扬程、功率和效率的关系.     

叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响

分别以设计参数相同的混流式喷水推进泵与轴流式喷水推进泵为对象, 基于剪切应力运输湍流模型、隐式多网格耦合算法与全结构化网格, 对4种不同叶顶间隙的水力性能进行数值模拟, 分析了叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响, 研究了叶顶间隙影响程度与喷水推进器类型的关系。研究结果表明: 2种喷水推进泵的扬程、效率均随叶顶间隙增大而减小; 随着叶顶间隙的增大, 混流泵消耗功率先增大后减小, 当叶顶间隙为1.3mm时消耗功率最大, 而轴流泵消耗功率单调减小; 混流泵叶顶间隙变化引起的喷泵效率改变量不受流量影响, 而轴流泵效率变化量随流量增大而增大, 以较大叶顶间隙为基准, 且叶顶间隙变化量相同时, 混流泵效率变化较大, 轴流泵效率变化较小; 混流泵与轴流泵性能存在差异的主要原因是外形结构不同导致间隙涡对叶顶间隙泄流的作用大小不同; 当叶顶间隙由0.7mm增大至1.6mm时, 2种喷水推进器推力效率变化量在1%以内; 随着叶顶间隙的增大, 2种喷水推进器消耗功率的变化趋势与喷水推进泵相同, 且轴流式喷水推进器总推力、功率变化幅值大于混流式, 即混流式喷水推进器对叶顶间隙变化的适应性更好。     

喷水推进船转弯过程中的喷泵性能研究

建立了喷水推进系统和船体转弯操纵的稳、动态数学模型。并考虑喷泵汽蚀的影响，对喷水推进船转弯过程中的喷泵工作状况进行了研究，为喷水推进船确定合理的转弯操纵方法提供了依据．研究内容包括不同初始航速下所有喷泵大舵角转弯、高初始航速下部分喷泵转弯和高初始航速下所有喷泵小舵角转弯这几种转弯方式下喷泵的工作状况．对计算结果进行分析后认为在非紧急情况下高航速时用部分泵实现转弯是最合适的转弯方式．     

雷诺数相似喷水推进船模预报实船推进性能

通过在数值计算中调整流体粘度系数,实现缩尺船模与实船雷诺数相似,进而消除尺度效应的影响.在弗劳德数0.15~0.41范围内,雷诺数相似船模方法预报实船阻力与模型试验外推值差别在5%以内;在波形与伴流场的比较中,雷诺数相似船模方法与实尺度计算方法预报结果基本一致.数值计算表明对于缩尺比为30的模型泵与实泵效率差别在11%~17%,而雷诺数相似模型泵效率计算值与实泵计算值差别在1.5%以内,表明通过雷诺数相似模型泵能够较好预报实泵性能.文中比较了模型雷诺数与实尺雷诺数下喷水推进器的性能变化,分析了喷水推进自航试验中可能产生的误差.通过雷诺数相似船模数值自航预报阻力、推力、推进效率与实尺度计算的比较,表明了雷诺数相似船模方法能够较好预报实尺度喷水推进船的推进性能.     

制造超差对喷水推进器水动力性能影响的CFD分析

采用计算流体力学方法对喷水推进器水力性能进行了预报,以判别制造过程尺寸超差对喷水推进器水动力性能的影响.建立由喷水推进器内流场与船体外流场构成的计算区域,用6面体结构化网格划分泵内流场,采用4面体网格对进水管道和船底区域进行划分.对整个喷水推进系统的三维粘性湍流流场进行了数值计算.计算结果既可用于分析喷水推进器内部流场的流动细节,也可用于推力、功率、效率等外特性参数的预报.     

喷水推进泵三维造型研究及其流体动力性能CFD分析

以典型CAD软件UG为工具,结合数值模拟过程中网格划分和参数设置的要求,完成某种混流式喷水推进泵的几何建模,应用计算流体动力学程序对上述模型进行数值计算.CFD计算是针对泵整体流场控制体来进行的,而流场区域离散又衙要针对各结构部件分别处理,UG层设置功能能较好地协调两者处理时转换的不便.通过CAD软件和网格划分软件相结合解决了几何建模时叶轮叶顶间隙难以控制的问题.泵流场区域离散采用结构化网格.选取SST紊流模型,采用稳态多参考系方法进行计算.在设计工况和非设计工况下计算所得该混流泵性能参数均与设计所提供值有较好的一致性.     

局部气垫双体船阻力性能及片体间距优化研究

基于流体计算软件STAR-CCM＋,使用VOF法模拟自由液面,联立求解N-S方程及运动方程,并结合湍流模型RNGk-ε及DFBI六自由度模型,对局部气垫双体船型阻力性能进行数值模拟计算,计算结果与船模水池试验结果吻合,精度可信,验证了此该数值方案的可行性.在此基础上,针对局部气垫双体船的片体间距对阻力性能的影响进行数值仿真计算,并对结果进行对比分析,得到了不同片体间距下的阻力变化趋势.针对该局部气垫双体船,综合考虑越峰性能及高速段、低速段阻力性能对片体间距进行选取,认为0.34m的片体间距较为合理.文中使用的CFD方法能够有效模拟局部气垫双体船的阻力性能,可用于船型优化设计.     

橡胶沥青混合料骨架嵌挤级配优化及配合比设计方法研究与应用

橡胶沥青混凝土路面不但具有明显的环保效益,而且具有优良的路用性能.但橡胶沥青混合料也具有一定的局限性,由于热拌混合料具有膨胀的特性,不适合密级配混合料.多年来对橡胶沥青混合料骨架嵌挤级配优化及配合比设计方法进行了研究和试验路及扩大试验路的应用.特别是在衡炎高速公路58 km的扩大试验路的施工中其研究、应用成果显著,验证了粗集料骨架嵌挤级配橡胶沥青混凝土路面的路用性能优良,具有广阔的应用前景.     

基层硬质沥青稳定碎石混合料设计及性能试验研究

为了改善常规沥青稳定碎石混合料在高温性能上的不足,采用低标号硬质沥青作为胶结料,从原材料性能比较、配合比设计和混合料性能评价等方面对其稳定碎石应用在基层的可行性进行了研究,同时采用矿料级配优化的方式,形成了硬质沥青稳定碎石骨架密实型结构,并与常规沥青稳定碎石混合料的性能进行对比。通过调整级配和关键筛孔通过率得到的硬质沥青稳定碎石混合料室内路用性能优异,可以推广应用。     

《Superpave混合料设计方法和指标的优化研究》等两项科研成果达到国际先进水平

近日,由江苏省交通科学研究院与江苏省高速公路建设指挥部联合承担的《Superpave混合料设计方法和指标的优化研究》及江苏省交通科学研究院承担的《江苏省高速公路轴载谱的调查研究》两项目经同济大学、东南大学等国内知名专家组成的专家小组鉴定,研究成果均达到了国际先进水平。     

基于PSO的多叶准直器PID控制器参数优化研究

针对放射治疗系统中多叶准直器叶片位置精度的控制要求,描述了适形放射治疗装置中多叶准直器的结构和工作原理.把驱动多叶准直器叶片运动的无刷直流电机作为被控对象,提出了基于PSO算法的PID控制器的设计方法.首先,对无刷直流电机进行了建模,而后,采用基本粒子群算法对无刷直流电机的PID控制器各项参数进行优化,以保证多叶准直器叶片的到位精度,满足适形放疗的要求.仿真结果表明所使用的方法能较好地满足多叶准直器叶片位置控制的精度要求,各项控制指标明显优于传统整定方法.     

基于参数优化的刚构桥梁的抗裂性能研究

刚构桥梁的抗裂性能是桥梁设计人员非常关注的问题.如何通过设计参数的调整来提高桥梁的抗裂性能需要予以研究.由于刚构桥梁的设计参数较多且存在耦合,研究难度较大.采用正交试验方法,考虑主梁设计参数的变化,计算和分析了桥梁的抗裂性能.研究结果认为加大主梁根部的梁高对提高桥梁的抗裂性能最为显著.     

基于同级库存协同的装备调配方案优化研究

文章讨论了动态需求下同级库存协同的重要性,分析了装备调配方案的制定流程,给出了同级库存调剂方案的前提.考虑供应成本和供应满意度的平衡,从运输成本、库存积压和装备短缺损失等方面,研究了上级调拨和同级调剂的成本构成.综合了上级调拨和同级调剂的优点,建立了一个装备调配的最优化模型,得到了最优调配方案.最后用一个实例验证了模型的可行性和有效性.