螺旋桨材料空泡腐蚀机理的扫描电镜研究

本文采用磁致伸缩空蚀机、转盘空蚀机和扫描电镜,研究了 Zcuzn37Mn3Fe1Sn1和 ZCuMn13A18Fe3Ni2铜合金和T_(A5)钛合金等材料的空蚀过程和空蚀表面形貌,并探索了不同相结构的合金的空蚀规律。用扫描电镜对空蚀试样表面进行定期观察的方法,发现了一些新的物理现象,为空蚀机理的研究提供了试验证据,诸如:扇状花样的出现,证实了冲击波破坏机制的存在;初熔现象的出现,说明空蚀过程中存在高速绝热变形。相结构的晶体类型、显微硬度,及其分布规律,尤其是相界面的结构形态对空蚀产生显著的影响。研究表明,在青铜螺旋桨材料中,采用固溶强化和沉淀强化以及相界强化等手段,使α相得到充分强化,是发展具有高抗蚀能力的现代螺旋桨材料的研究方向。     

基于传质源项的水翼空蚀风险数值预报

随着舰船航速和吨位的不断提高及对推进效能要求的提升，船舶带空泡运行越来越常见，随之而来的空蚀危害也越来越受到人们的关注。然而，由于空蚀机理的复杂性，准确预报空蚀风险依然非常具有挑战性。本文以NACA 0009三维扭曲水翼为模型，首先采用大涡模拟方法对绕模型水翼空化流动的非定常特性进行数值模拟，并与高速摄影结果进行对比分析，结果表明，数值模拟较好地捕捉到了空化流动的非定常行为特征。然后在分析单空泡溃灭模型的基础上，提出当地压强、当地压强变化率及壁面累积能量三个预报水翼表面空蚀风险的参数。通过为三个参数确定阈值，可以获得空蚀风险区域及相对空蚀风险强度。采用基于传质源项的表达计算壁面累积能量大小，避免了差分格式误差。结果表明：预报的空蚀风险区域与试验结果吻合较好；其预报的最严重的空蚀风险区域处于片空化脱落区域，与试验结果亦吻合较好。     

关于激光处理缸套外壁的试验研究

本文主要介绍了激光热处理重12V180柴油机缸套外壁试验的研究情况,提出了激光热处理缸套抗穴蚀的机理。缸套材料的激光热处理试验、快速空蚀试验和装机试验结果表明,激光热处理缸套外壁是提高其抗穴蚀能力的有效手段。     

基于CFD方法的6500TEU集装箱船舵空泡腐蚀数值模拟研究

舵的空泡腐蚀研究在船型优化设计和新船型开发中具有重要意义。文章以6 500 TEU集装箱船的NACA0021舵为研究对象,通过对船、桨、舵整体三维建模,运用CFD方法在3D计算域下对舵的非定常空化现象进行数值模拟,得到了与试验比较一致的结果。同时还对改善舵空蚀现象的措施进行了分析。研究表明,通过整体建模的数值模拟方法对舵空泡性能进行预测研究,其结果是合理可信的。     

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究北大核心CSCD

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。     

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。     

热喷涂铜基合金涂层抗空蚀性能的研究

对热喷涂铜基合金涂层的耐空蚀性能进行了试验，探讨其实用的可行性和研究人蚀破坏机理。研究结果表明：氧乙炔火焰喷涂铜基合金涂层的耐空蚀性能较差，其原因与涂层的结构特性有关；对涂层进行封孔处理后，可略微提高涂层的耐空蚀性能；超音速火焰喷涂铜基合金ＣｕＮｉ０４的涂层具有较好的耐空蚀性能，可在空蚀环境中使用。     

浅述运用空蚀的超声波特性监测、预防空蚀的方法

文中对空蚀初生的条件、现象及其超声特性的进行了阐述，指出利用空蚀超声波特性来监测、控制空蚀是一种可行、有效的方法，希望能通过进一步的理论研究和实际使用来完善、发展这种方法和手段。     

斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值预报研究

空泡性能是船舶螺旋桨重要的水动力性能之一。由于桨轴存在倾斜安装角，船舶在水面航行时，螺旋桨的进流条件主要为斜流工况。为研究斜流工况下螺旋桨的空泡形态及空泡脉动压力特性，论文基于黏流CFD方法针对PC456螺旋桨标模开展了斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值模拟研究，并与大型空泡水筒中的斜流螺旋桨空泡试验结果进行了比较。结果表明，数值预报的空泡形态、面积和平板表面脉动压力与试验观测及测量的结果吻合较好，验证了数值模拟方法的可靠性。     

模型螺旋桨空蚀的定量试验研究

本文概述模型螺旋桨空蚀定量试验的方法和过程，试件材料分别为铝合金和黄铜，对于同种材料试件分别在不同加速空蚀试验装置中作比较试验，分析各种试验结果，从而找出统一的估计公式。本文用空蚀强度和空化强度的含义来统一所得到试验结果。     

舰船发动机缸套穴蚀的分析

文章分析了舰船发动机缸套穴蚀产生的原因及影响因素,综述了缸套穴蚀的预防措施和处理方法和缸套穴蚀的数值计算分析,并结合目前的研究现状,对穴蚀的研究进行了评价。     

点蚀损伤钢板在空爆冲击波载荷作用下的动态响应研究

为探讨固支点蚀损伤钢板结构在空爆冲击波载荷作用下的动态响应,利用有限元分析软件Ansys/LSDYNA,开展了空爆冲击波对固支点蚀钢板板的毁伤作用数值模拟计算,探讨了点蚀损伤深度、点蚀损伤分布密度及点蚀损伤分布位置对固支钢板结构在空爆冲击波载荷作用下动态响应的影响。结果表明,点蚀损伤深度、点蚀损伤分布密度均对板的动态承载能力有较显著影响,而点蚀损伤分布位置则影响非常小。     

浸没式喷水推进自航试验及数值模拟

浸没式喷水推进器与船体高度融合,难以通过试验的方法测量推进器各部件受力,因此文中采用船模水池试验和数值模拟相结合的方法来分析浸没式喷水推进的水动力特点。该文首先开展了船模拖曳阻力试验,测量了船模阻力、纵倾角及重心升沉。然后开展船模自航试验,测量了船模纵倾角、升沉及轴的转速、力矩、推力等数据。基于CFX软件,对拖曳阻力试验及船模自航试验进行了数值模拟。在四个不同航速下的数值模拟中,阻力计算误差在3.7%以内,轴推力计算误差在2.7%以内,轴力矩计算误差在4.6%以内,试验测量值和CFD预报值吻合较好。通过数值模拟可以进一步得到浸没式喷水推进器上各部件的受力情况,泵的流量、扬程及其它流场信息,克服了浸没式喷水推进器推力测量和流场测量的困难。     

船用水喷射泵空化现象的CFD模拟

采用计算流体力学的方法对船用水喷射泵内部流场进行了数值模拟,在此基础上分析流场特性。采用混合物空化模型,成功模拟了水喷射泵喷嘴位置的空化现象。本研究内容对水喷射泵的理论研究、结构优化及空蚀的防止有一定的参考价值。     

浅谈数值模拟技术在长江中下游航道整治中的应用

在目前已经深入展开的长江中下游航道整治工作中,数值模拟技术得到了广泛的应用。根据数值模拟技术的特点,结合工程应用实例,对长江中下游航道整治中数学模型能够解决的问题进行探讨。在复杂的长江中下游航道整治问题研究中,数值模拟与物理模型互为补充,而且数值模拟能够做一些探索性的计算研究,这些研究将是物理模型试验的基础与延展,为最终解决航道整治中涉及的一些关键问题提供技术支持和科学依据。     

实际海浪环境中舰船大尺度模型试验研究进展

目前对舰船总体性能的研究主要是依靠数值计算、水池模型试验、实际海浪环境大尺度模型试验以及实船海试等方法,以上各种方法均有一定的适用范围。实际海浪环境中舰船大尺度模型试验技术是采用适当缩尺比的自航船模在自然水域环境中进行的试验,可以研究舰船在开阔海域自由航行状态下的各项航行性能。分析各种舰船总体性能研究方法的优缺点,针对目前舰船总体性能理论与试验研究存在的问题分析开展舰船大尺度模型海上试验研究的必要性,综述国内外大尺度模型试验技术的发展现状,最后针对该试验技术中的关键技术及热点问题进行总结与展望。     

液体晃荡数值模拟研究综述

诸多工程实际应用往往会涉及到液体晃荡问题.自上世纪50年代以来,人们业已对晃荡问题进行了许多颇有成效的研究工作且取得了丰硕成果.本文仅就液体晃荡的数值研究和进展,尤其是对各类自由液面的追踪技术进行了全面的综述.就目前而言,对晃荡进行数值研究已有数种方法可供选用,但具体采用何种方法,必须根据实际问题的特点而定,因为每种方法各有其优缺点.今后的研究工作重点应针对大幅晃荡,发展更为有效的方法以便更好地模拟自由液面的翻卷、破碎及合并和计算晃荡的瞬时冲击载荷.     

实际海浪环境中舰船大尺度模型试验研究进展

目前对舰船总体性能的研究主要是依靠数值计算、水池模型试验、实际海浪环境大尺度模型试验以及实船海试等方法,以上各种方法均有一定的适用范围.实际海浪环境中舰船大尺度模型试验技术是采用适当缩尺比的自航船模在自然水域环境中进行的试验,可以研究舰船在开阔海域自由航行状态下的各项航行性能.分析各种舰船总体性能研究方法的优缺点,针对目前舰船总体性能理论与试验研究存在的问题分析开展舰船大尺度模型海上试验研究的必要性,综述国内外大尺度模型试验技术的发展现状,最后针对该试验技术中的关键技术及热点问题进行总结与展望.     

带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型研究

[目的]针对在冲击激励作用下带限位器的隔振系统刚度呈非线性变化的问题,开展冲击动力学理论模型及其抗冲击性能研究。[方法]首先,利用分段线性等效思想,建立带分段线性刚度限位器的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型;然后,利用解析法对理论模型进行解析求解,并与不同冲击工况下的有限元法冲击响应进行对比验证。[结果]在不同的冲击工况下,动力学理论模型的解析解与有限元数值解具有高度的一致性。[结论]通过对比分析,验证了带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型及求解方法的准确性,可为带限位器隔振系统的工作原理与性能特点研究提供理论依据。     

风电安装平台插桩过程的试验与理论研究

针对风电安装平台在多层土中的插桩过程,通过现场取样测试获取土壤的物理参数,并通过插桩试验得到其平均插桩深度,以此建立插桩过程的数值模型,对插桩阻力与深度的变化规律以及土壤的流动失效机制进行了研究。结果表明,经验法选取土壤弹性模量与实际相差较大,试验测出的平均插桩深度为7.3m;数值结果与试验结果吻合良好,证明了理论模型的正确性;土壤发生了表面隆起、空腔形成、壁面坍塌和土壤回流四种失效模式。