加肋透声窗水动力自噪声的数值/解析混合计算方法研究

针对声呐透声窗薄壳加肋结构声学优化设计,将声呐部位简化为弹性矩形板和矩形腔组成的规则模型,采用结构有限元方法求解结构模态振动,并采用近似结构模态函数计算外场Rayleigh积分方程,采用模态解析方法求解声腔内部声场,建立声振耦合方程,进一步考虑湍流边界层脉动压力的时空随机激励特性,形成数值/解析混合的声呐水动力自噪声快速计算方法。以弹性平板为例计算声呐舱的水动力自噪声,并与理论解析法比较,验证本方法的准确性。计算了垂向肋骨的间距对声呐部位水动力自噪声的影响,研究结果表明：在保证声呐透声窗强度要求的前提上,减少垂向肋骨数量,扩大垂向肋骨间距,有利于降低流激水动力自噪声。     

船舶操纵水动力导数的数值求解及敏感度分析

[目的]为了兼顾船舶操纵运动预报的成本与精度,基于数值计算方法,结合水动力导数敏感度分析,提出一种船舶操纵运动预报方法。[方法]首先,求解RANS方程,应用流体体积（VOF）法捕捉自由液面,采用动态网格方法对DTMB 5 415船型进行约束运动的数值计算,并将回归得到的线性水动力导数与试验值进行对比,验证数值方案的有效性;然后,基于MMG分离建模方法建立DTMB 5 415船模的操纵数学模型,并利用龙格-库塔算法进行求解,对船舶回转和Z形操纵运动进行仿真;最后,分析水动力导数对这2种操纵运动的敏感度。[结果]结果显示,采用所提方法得到的操纵轨迹和衡准参数仿真结果与试验结果一致,回转运动参数的平均误差为5.1%,Z形操纵运动参数的平均误差为11.7%,较文献使用CFD进行自航船模模拟得到运动参数的精度与计算成本均有所改善;水动力敏感度分析结果也验证了部分非线性水动力导数对操纵性衡准的影响较小,可以使用经验公式进行估算。[结论]研究表明采用所提方法进行船舶操纵性预报方法可行,可在满足工程应用精度的同时大大减少计算成本,尤其适用于船舶设计阶段的操纵性预报及优化。     

提高水润滑轴承承载能力关键技术研究

  目的  水润滑艉轴承是轴系振动的主要传递部件,为了提高其减振降噪的动态性能,  方法  设计一种饱和含液穿孔板条。基于流固耦合理论,利用有限元软件ANSYS进行常规水润滑艉轴承和阻尼增强型水润滑艉轴承的模态分析及谐响应分析,以得到穿孔板条对轴承动态特性的影响规律。  结果  仿真和试验结果表明：饱和含液穿孔板条设计可以有效降低艉轴承振动的幅值传递水平。  结论  研究结果对于艉轴承的减振性能提升具有一定的指导意义。     

钢管桩中剪力键分配系数的数值模拟

在深海工程中,一般采用剪力键连接钢管桩与码头上部结构,这一连接机制与剪力键的厚度、宽度、各键间距等因素有关,尤其是在多对键的情况下,各键间距是影响其受力机制非常重要的因素。目前,我国相关规范还未有系统的定论。采用ABAQUS软件,建立1/4段三维钢管桩轴向受力模型,并通过Gebman试验进行验证。结果表明:2对键的受力敏感区域为75～200 mm,3对键的敏感区间为100～150 mm;随着键数增加,敏感区间将受到压缩。     

基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

基床式基础防波堤的动力软化判别标准的研究

以长江口深水航道治理二期工程为依托,进行基床基础防波堤的动力软化判别标准的研究,分析在波浪作用下3个不同沉降量的典型断面下卧地基土的自重应力、附加静应力、波浪作用的附加动应力分布间的关系,初步得出该地区软粘土可能出现动力软化现象的判别标准。     

鄂东长江公路大桥宽箱梁C55高性能混凝土试验研究

结合鄂东长江公路大桥边跨预应力混凝土宽箱梁的施工,重点研究了掺入适量矿物掺合料、聚丙烯纤维对箱梁C55高性能混凝土的物理力学性能和长期耐久性的影响。试验结果表明,采用聚羧酸盐高效减水剂,掺入20％Ⅰ级粉煤灰或15％粉煤灰与10％矿粉复掺配制的箱梁C55高性能混凝土具有良好的工作性能、较高的早期强度和较大的后期强度增长,以及很高的抗氯离子渗透性和抗冻性,特别是具有较低水化热温升、较小收缩和徐变变形特性,有利于改善箱梁混凝土的抗裂性。     

水下自主作业系统轨迹跟踪与动力定位

论述了一种水下自主作业系统的轨迹跟踪和动力定位控制算法.该系统由一个水下智能机器人和一个机械手组成,具有非线性、强耦合、高维数、时变等特点.在充分考虑了各种水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立系统的动力学数学模型.采用滑模控制方法,并利用模糊逻辑动态调节滑膜控制器的增益系数,进行了计算机仿真试验.结果表明该方法对水下自主作业系统的轨迹跟踪与动力定位控制性能优良.     

多点系泊FPSO系泊结构局部强度研究

多点系泊是浮式生产储油船(FPSO)的一种特殊的系泊方式,适用于较好的海况环境.采用有限元分析方法,对多点系泊FPSO系泊结构的局部强度进行了研究.建立三维有限元模型,合理施加计算载荷,对导向装置和导链装置结构强度进行了计算,分析结构的应力状况,得出的结论对于设计类似结构具有一定的参考意义.     

五体船纵向运动预报的一种工程算法及其在前侧体位置优化中的应用

将一种现有的工程算法引入五体船纵向运动预报,该方法基于STF切片理论,计入船体运动时湿表面的变化及其对船体流体动力性能的影响.计算结果和试验数据在多个航速和波浪工况下符合良好.采用这种方法实现了前侧体的位置优化.