大攻角水下航行体自然空泡流的数值模拟研究

基于相分数输运方程型的均质平衡流空化模型,采用有限体积法研制了大型空泡流计算程序,对大攻角下运行的水下航行体三维空泡流进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.首次将非线性涡粘湍流模式与基于Rayleigh-Pies-set方程的TEM型空化模型相结合,建立了自然空泡流的数学模型.采用基于SIMPLE的压力-速度-密度耦合修正算法、二阶精度三时间层格式以及基于延迟修正的高阶对流TVD格式.计算模拟了0.2～0.6空化数、4°～20°攻角的不同工况,得到的三维空泡形状及压力分布与实验结果相符.研究了大攻角下航行体周向上的空泡形态分布特征,给出了多种空泡尺度和升阻系数与空化数和攻角之间的关系.通过定量分析发现,空泡的不对称性导致航行体某些部位受力集中,表明高速带空泡运动的航行体在大攻角运动中其结构将受到巨大的水动力载荷.计算还发现,大攻角下的阻力系数与空化数之间的关系和零攻角条件下刚好相反,并根据空泡的不对称性从形状阻力与粘性阻力的关系上对这种现象作出了解释.     

改装船船体总段码头临时系泊设计

文章有针对性地对船体总段码头临时系泊设计进行探讨,依据系泊负荷计算结果进行系泊属具(如:带缆桩、导缆孔、缆绳)的设置,以及带缆桩、导缆孔下面船体结构的强度校核,为今后类似设计提供了参考。文章对于使用类似方法进行船舶建造的船体总段码头临时系泊也具有参考价值。     

CE/SE方法在多孔射流场计算中的应用

为了研究多孔射流场的变化特点,建立半约束多孔射流的数学物理模型,应用二维粘性CE/SE方法对其流场进行了数值计算.马赫数等于1的氮气流从8个小孔射出形成复杂的射流场,不考虑湍流等耗散作用.计算结果表明,CE/SE方法能有效地捕捉到多孔射流场中存在的旋涡;多孔射流场变化复杂,相邻两股射流之间存在相互吸附效应.计算结果在CE/SE方法的研究及存在多孔射流的工程应用上具有一定的参考价值.     

钢板桩挡土结构加固方法研究

基于天津港某码头钢板桩在恶劣海洋环境下出现的严重锈蚀破损现象,采用ANSYS有限元建立了钢板桩结构与土相互作用的数值计算模型,分析了钢板桩在锈蚀及局部破损状况下的结构安全性。通过对帽板加固法、局部外包法的有限元计算分析,得到了以上2种加固方案下的土体变位和钢板桩受力情况,并结合经济性和施工可行性等指标推荐局部外包法为最优加固方案。     

绿色油船发展趋势分析

以油船防污染为切入点,深入探讨单壳油船到双壳油船,再到共同规范时代油船的产生、发展变化,对未来绿色船舶发展浪潮中油船发展趋势进行分析,并针对业界应对绿色油船发展提出建议。     

非恒定流模型在西江航道整治中的应用

在模型试验的基础上,建立了一维非恒定水流数学模型,计算分析了潮汐、长洲枢纽运行对下游航道的影响,旨在为航道整治确定方案提供参考.     

波浪作用下海洋立管试验研究及ANSYS数值模拟

海洋立管在石油工业生产中有着非常广泛的应用,同时也是薄弱易损的构件之一。立管管内有高温高压的流体流过,管外承受海洋环境荷载尤其是波浪荷载的作用,受力比较复杂。由于中国大部分的海上油田水深都比较浅,所以重点研究浅水中的海洋立管。运用相似理论将实际立管模型缩放为试验模型,在管内流体流动及管外波浪荷载作用下,测量立管动力响应,并与Ansys有限元数值模拟结果进行了比较。     

AS-900HL多平台激光雷达测量系统在河道地形测量中的应用

数字城市的发展对基础数据提出更高的要求,获取地表三维空间信息的需求日渐增加。AS-900HL多平台激光雷达测量系统是一种集成高精度激光扫描仪与惯性导航的系统,可搭载在多种平台进行数据采集,具有工作效率高、扫描速度快、测点密度大、成果形式多样等特点。以鸭绿江白马浪至云峰大坝段河道地形测量为实例,对AS-900HL在河道地形测量的应用进行探讨。该河段地形高低起伏巨大,不具备直接接触测量的条件,由于对岸是朝鲜,无法登陆架设远程测量设备,也不能采用无人机航飞,属于实施难度很大的特殊河段。通过踏勘、路线设计、外业采集、内业处理和成果输出,验证了该系统在河道地形测量中的可行性。该系统适用于河道地形测量,尤其在特殊困难河段,能填补常规测量技术无法施测的空缺,可推动数字航道和数字城市建设。     

基于柔性杆理论的脐带缆涡激振动数值模拟系统

针对目前海洋脐带缆分析软件缺乏的状况,本文基于MATLAB开发了脐带缆涡激振动数值模拟系统UCVIV-1.0.由于脐带缆的大变形和大转角会产生显著的几何非线性,脐带缆的静态平衡位形和整体力学响应计算采用了细长柔性杆模型,采用尾流振子模型模拟海流作用下的涡激力.该系统界面清晰友好,操作简单,适用于悬链线型脐带缆.选取了一组脐带缆参数,使用该系统进行了静力计算以及涡激振动计算;并将静力结果与采用国外商业软件OrcaFlex计算的结果进行了比对,发现结果吻合程度较高,在一定程度上验证了系统的可行性和准确性.本系统有望为脐带缆设计软件的开发提供借鉴.     

半潜式平台波浪砰击测试方法与载荷特性研究

本文采用模型试验的方法对半潜式钻井平台受到的水平波浪砰击载荷进行了研究.为了克服模型结构动力响应的影响,试验时设计了专用的测量单元用于监测波浪砰击载荷,并采用小波分析的方法对砰击载荷试验数据进行降噪处理.试验结果表明:半潜式平台水平波浪砰击载荷的发生频率和砰击冲量随有义波高的增加而增加,但砰击载荷幅值则体现了显著的非线性和随机性特征,砰击载荷冲量的随机性和发散性则相对较小;平台立柱与箱型甲板连接处的砰击载荷较大,大多数海况下后立柱砰击频率和砰击载荷幅值比前立柱更高.