水下爆炸冲击波产生的区域空化效应二次加载的并行数值研究

船舶等水面结构受到水下爆炸作用时,其附近水域会产生空化现象,包括局部空化和区域空化。以某水面船为对象,数值模拟了该船受水下爆炸作用时的动态响应。比较了考虑空化效应和不考虑空化效应下船体结构的不同响应,分析了区域空化效应对此船的二次加载作用,二次加载引起的加速度峰值与冲击波引起的加速度峰值在同一量级上。使用高性能计算机并行计算比较了不同流体网格密度模型的计算结果。结果对比显示,为了更精确地模拟空化效应及其对结构的影响,加密水域网格是必要的。     

水下冲击波作用下结构损伤的数值预报误差分析

准确模拟结构在水下爆炸冲击波作用下的损伤是水下爆炸数值仿真中的难点,有必要研究数值预报误差及其产生的原因。采用ABAQUS提供的声固耦合方法,研究方板模型水下爆炸数值计算的误差。将几何模型划分为3个不同的有限元模型,分析了网格大小对计算结果的影响,以及声固耦合方法的计算误差。通过方板模型仿真、实验室水池试验和方板实船水下爆炸实验结果的比对分析表明：数值计算结果与实验值间的误差约在30%以内。总波和散波两种流固耦合计算方法的误差及其产生原因分析表明总波计算公式存在夸大空化对结构影响的可能。     

基于数值方法的船用铝合金螺旋桨性能和强度分析

验证升力面法和有限元法在螺旋桨水动力性能预报和桨叶强度分析中的计算精度,运用这两种方法对某铝合金螺旋桨进行分析设计。结果表明,在其水动力性能、强度等均满足设计要求的前提下,铝合金桨比青铜桨减重158.3 kg,减重比达59.2%。     

模型试验验证WAVEWATCH-Ⅲ波浪演化

选取第三代海浪模型中经典的WAVEWATCH-Ⅲ(Tolman 1999)模型,对无风场干扰下的近岸波浪演化展开模拟。采用江苏科技大学所做的模型试验的地形与工况,与模型试验得出的数据对比分析,验证了计算方法的可行性,为应用此模式进行更深一步的波浪数值模拟提供了参考依据。     

基于IVCBC涡方法高雷诺数下串联双圆柱的数值计算模型及其尾流特征研究

针对串联双圆柱的结构特点,利用IVCBC涡方法适合高雷诺数下数值计算的特点,建立了高雷诺数下串联双圆柱绕流的数值计算模型;采用经典算例验证了IVCBC涡方法的收敛性;探索了雷诺数为2.5×104、间隙比分别为1.1,1.25,2,2.5,3,3.25和4的串联双圆柱绕流的尾流特征;清晰地展示了尾流中较小的漩涡的形成、分裂和融合,详细地阐述了串联双圆柱流体特征发生突变的原因;深刻地揭示了串联双圆在高雷诺数下的绕流机理。研究表明:尾流模式与经典的实验尾流模型吻合较好,两圆柱中间的涡对是串联双圆尾流发生突变的主要原因;间隙之间时,间隙上部小漩涡形成、间隙中间流体的振动与下游圆柱表面上涡的脱落是同步的;该流体模式能清晰地展示尾流中较小漩涡,说明与有网格方法比较,该计算模型具有较大的优越性,为进一步研究高雷诺数下串联双圆柱流体力的特征提供了重要的研究工具。     

三体船模型试验阻力分析

该文在傅汝德数Fr=0.1～1.0范围内进行了三体船静水阻力试验,分析了侧体不同位置对剩余阻力的影响。文中将傅汝德数分成几个小区间,分别讨论了各个区间内最有利于减小剩余阻力的侧体位置,以期能在特定要求航速下选取出最佳的侧体位置,使得三体船的阻力性能有效提高。     

半潜船完整稳性的初步研究

和其它类型船相比,半潜船的工况更复杂,船舶型线和用途也很特殊,使得稳性问题成为设计中一个重大的挑战。但目前还没有针对该类船舶的稳性规范,对该类船型开展稳性研究很有必要。通过1艘改装半潜船的稳性计算,发现航行状态下半潜船稳性特征与江船类似。而在下潜状态下,稳性随吃水增加而有所好转,在货物甲板出入水时稳性最差,此时可以采用纵倾来改善稳性。同时建立了依据完整稳性的船舶装载能力的数学模型。     

三体船构型水动力性能试验研究（英文）

This paper presents experimental results on configuration hydrodynamics. Three models are used in the model tests, which are typical of hard, round, and soft chines. Although specific values are different, the influence patterns are similar in the three ship models. A set of different outrigger positions is investigated in calm water and regular waves. A variety of interesting phenomena are observed, among which the splash resistance is the dominant component for a trimaran at high speeds(with F...     

基于蒙特卡洛方法的三体船侧体运动响应优化

[目的]为研究三体船侧体布置对三体船运动性能的影响,[方法]基于蒙特卡洛方法和势流理论,提出一种三体船侧体布局对运动性能影响的优化方法,给出多目标的优化模型和计算技术。首先,采用蒙特卡洛方法选取方案,并用AQWA软件(势流理论)计算不同方案的运动响应;然后,通过比较各种方案的横摇、纵摇和升沉运动响应,选取这3个指标均小于原始船型的方案为优化方案。[结果]结果表明:在规则波中,侧体位于主体舯前位置可以减小三体船的运动响应,在不规则波中,可以减小三体船的横摇运动响应;在规则波中,增大侧体与主体之间的横向距离,可以同时减小三体船的横摇和纵摇运动响应。[结论]研究三体船侧体布局对运动的影响时,采用蒙特卡洛方法和势流理论相结合的优化方法可以提高计算效率并保证计算精度。     

Ship resistance in random ice field of small ice floes made of the substitute material北大核心CSCD

［Objectives］This study focuses on the feasibility of a ship resistance model test in an ice field of small ice floes made of substitute material in order to reveal the resistance components and thereby provide technical support for the design of ice-going ships. ［Methods ］ Ship resistance test in ice floes made of polypropylene (PP) instead of natural refrigerated ice is conducted. By adjusting the sizes, shapes, numbers of ice floes, the random ice field with a given concentration is generated. The geometric phase transition theory predicts that there exists a critical concentration which divides the random ice field into discrete phase (concentration is less than critical value) and connected phase (concentration is greater than critical value). ［Results］The main components of ice resistance in the discrete phase are open water resistance and ship-ice collision resistance, while ice resistance in the connected phase includes ice friction resistance, open water friction resistance and collision resistance. If the fractal dimension of the random ice field is used to redefine the ice resistance coefficient, it is nearly constant in the trial range (speed 0.3–0.9 m/s) when the concentration is smaller than the critical value. When the concentration is greater than the critical value, the ice friction resistance is inversely proportional to speed. ［Conclusions］Polypropylene can replace frozen ice in the prediction of ice resistance. The pure ice resistance of an ice field is divided into two components: ice resistance arising from collision and ice friction resistance arising from accumulation. © 2022 Journal of Clinical Hepatology. All rights reserved.