基于最小阻力的某大型船舶型线优化

应用船舶设计软件Maxsurf,在国外某大型船舶现有型线的基础上,建立等尺度模型。通过仿似变换改变其长宽比、方形系数及排水量,在Hullspeed软件中计算相应方案下的阻力值,分析船舶总体设计中主参数的变化对快速性的影响。在快速性最优的原则下,统筹考虑该大型船舶的初稳性及耐波性,并计入飞行甲板及机库尺度对大型船舶主尺度的限制,优化设计出新船型。与母型船相比,在其他性能不变的前提下,新船的航速从32 kn提升到35kn,快速性得到优化。本文所得结果与国外研究相符,对大型船舶的总体设计研究具有一定参考意义。     

潜器全方向推进器的研究

概述了全方向推进器工作的基本原理以及研究开发全方向推进器的意义;介绍了国内外针对全方向推进器的研究的现状以及哈尔滨工程大学在全方向推进器的研究方面所作的工作;给出了哈工大的定常和非定常状态下的理论计算结果,以及与日本三菱重工的试验值所作的比较;提出了两种新型全方向推进器调距机构的试验模型.     

螺旋桨毂帽鳍水动力性能数值分析

为了预报毂帽鳍的水动力性能,采用计箅流体力学软件对粘性流场中毂帽鳍的敞水性能进行计算研究.模拟某型毂帽鳍在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨桨叶表面压力分布和桨毂表面速度矢量分布情况等.通过加鳍螺旋桨与母型桨相关计箅结果的对比,得到:在低进速系数情况下,螺旋桨加鳍后使得推力系数上升、转矩系数下降,导致其效率有所增加;同时由于鳍的存在,改变了桨毂处水流的速度分布,使得原先围绕桨毂随螺旋桨方向旋转的水流沿着鳍向桨后运动而不在桨毂处汇集,从而减弱了桨毂涡流.     

二维水翼型空化流的数值计算

In order to predict the effects of cavitation on a hydrofoil, the state equations of the cavitation model were combined with a linear viscous turbulent method for mixed fluids in the computational fluid dynamics (CFD) software FLUENT to simulate steady cavitating flow. At a fixed attack angle, pressure distributions and volume fractions of vapor at different cavitation numbers were simulated, and the results on foil sections agreed well with experimental data. In addition, at the various cavitation numbers, the vapor fractions at different attack angles were also predicted. The vapor region moved towards the front of the airfoil and the length of the cavity grew with increased attack angle. The results show that this method of applying FLUENT to simulate cavitation is reliable.     

基于面元法的吊舱推进器定常性能研究

基于势流理论面元法建立了吊舱推进器定常性能的计算方法.分别建立螺旋桨和吊舱的积分方程,通过在表面上布置双曲面元将方程离散为以面元上偶极强度为未知量的矩阵.螺旋桨和吊舱之间的相互影响通过迭代计算来处理.Newton-Raphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件.为避免数值求导中的奇异性,用柳泽(Yanagizawa)方法求得物体表面的速度分布.支架作为升力体处理,并通过迭代计算更新支架的尾涡形状.计算了拖式吊舱推进器的定常水动力性能,与实验结果的比较表明,计算误差在5%以内.分析了舱体对螺旋桨的影响,舱体的伴流会引起螺旋桨的载荷增大.     

基于面积和斜率灰色关联度的舰船方案群决策方法

根据群决策的基本假设建立了基于AHP判断矩阵修正的群决策权重计算方法,构造了判断矩阵优化模型,保证了群决策矩阵的判断一致性和群体一致性。根据灰关联分析中衡量曲线近似性的基本思想,将面积关联度和斜率关联度进行有机结合,兼顾了曲线的位置及趋势一致性。最后通过应用实例表明了该方法用于舰船总体方案决策的有效性。     

粒子群算法在翼型剖面优化中的应用

为设计出具有良好升阻比性能的翼型剖面,采用智能优化领域新兴的粒子群优化算法(PSO)结合面元法对翼型进行优化设计。文中给出了PSO算法的数学模型及其在翼型优化设计中的主要计算过程,并以Naca66mod翼型为原型进行设计。获取了翼型优化过程中每一步处的翼型剖面形状、翼型表面压力系数分布以及翼型的升力系数、阻力系数和最大厚度比,结果分析表明经过优化后的翼型与原型相比,具有升力系数增加,阻力系数减小这一有利的特征改变。同时采用CFD方法对两种翼型进行数值模拟计算,获得同上的结论,进而验证了PSO方法在翼型优化设计中的可行性。     

基于滑移网格与RNGκ-ε湍流模型的桨舵干扰性能研究

结合RNGκ-ε湍流模型,运用滑移网格技术对粘性流场中桨舵相互干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了随进速系数的变化,桨舵之间相互干扰性能的变化规律;同时获得了桨舵干扰性能随桨舵之间的距离的改变而相应的变化规律.文中给出了桨舵干扰水动力性能的计算结果,并与试验测量值作了比较.从对计算结果的分析可知,利用滑移网格技术及RNG κ-ε湍流模型,可以较好地模拟桨舵干扰的水动力性能问题.同时文中分析了桨舵表面压强分布规律以及舵的存在对螺旋桨尾流场的影响.     

船艉线型对船舶阻力性能的影响

以船体阻力性能为优化对象,基于改造母型船法,分析船艉线型的改变对船舶阻力性能的影响。根据船舶主要参数设计要求,参考同类船型,利用Tribon-Lines模块对船舶艉部型线进行改造,生成两种方案船型,并通过CFX软件对母船型以及方案船型进行粘性绕流场的数值模拟,讨论不同航速下艉部线型对船体总阻力的影响。研究结果表明,在以船体阻力性能为优化对象时,选优后的方形艉在相同的航速下阻力低、消耗的功率小、形状效应小、粘压阻力和摩擦阻力也相对较小。     

生产中心制造船模式的研究与应用

从造船业的特点及我国造船业的现状出发，在吸取国际造船业先进技术和经验的基础上，提出并确立了适于现代化造船的模式——生产中心制造船模式。分析、探讨此造船模式的结构、特点和运作方式。基于生产中心制造船模式的工程分解在于理顺作业任务包特征的相似性，以达到区域的专业化生产。模式的供应链是实现总装化造船的保证，造船信息化工程是运作生产中心制造船模式的支撑，为取得系统的平衡和控制必需建立动态和有效的计划体系。文中引入相似性理论分析产品导向型作业分解，提出了优化排坞计划的动态模拟优化方法和优化壳舾涂一体化计划的改进后的遗传算法。本文研究的成果已经在外高桥造船公司得到了初步实践。