冰区海域船舶运动数学模型研究

为研究船舶在冰区海域的航行能力,首先建立冰块拖拽力模型,并与CFD算法进行耦合计算。计算结果表明,船舶航行速度越大,则冰块对其的拖拽力越大,二者线性相关。船舶在航行过程中可选用较小的航行速度,一方面冰块拖拽阻力较小;另一方面,采用较小的速度可提高船舶航行平稳性,安全性有所保障。     

汽油机冷却系统水套部分CFD分析

CFD计算分析可以在试验很难涉及的深度和精度，对发动机冷却系统的流场和温度场进行模拟，为产品开发和故障分析等工作提供流速、压力、流量分布以及换热系数等必需的参考数据或边界条件，用于指导冷却系统的改进。本文根据试验现象和数据，对某型汽油机冷却水套进行了仿真和分析，找出了排气阀座附近的危险区域并提出了相关建议以避免可能的故障。     

水介质中欠膨胀音速空气射流的流场结构研究

本文介绍了为研究两相射流在中国船舶科学研究中心新建的相关实验设备。实验表明速度人隙率在气射液－水和气射流－气径向剖面上具有自模拟特性。基于射流湍流边界层基本方程的理论工作提法提示了速度和空隙率沿射同线的分布规律，并已为实验所证实，同时推荐了一些可能应用于工程问题的射流速度和空隙率的半经验公式。     

隧道掌子面施工风管布设方式对稀释瓦斯效果影响研究

以成贵铁路白杨林隧道为研究对象,对瓦斯隧道施工压入式通风效果进行分析,利用CFD流体动力学软件,建立模型并进行数值模拟计算,得到不同风管出口距掌子面距离下,隧道内风速流场和瓦斯浓度的分布规律,并与现场测试数据进行对比,优化流场分布,减少瓦斯在掌子面附近积聚的现象。计算结果表明:一定风速条件下,风管末端距掌子面距离直接影响施工通风效果和掌子面瓦斯浓度分布。风管末端距离掌子面越大,稀释瓦斯效果越差,掌子面瓦斯积聚现象越严重。单侧风管通风情况下,掌子面瓦斯稳定浓度为0.07%,瓦斯浓度随风管末端距掌子面的增加而升高。根据白杨林隧道瓦斯溢出和施工通风情况,得出其风管末端距掌子面距离为13m可使瓦斯不形成聚集,保证施工安全。     

船舶艉轴承稳态特性仿真研究

利用三维造型软件GAMBIT和CFD软件FLUENT从结构三维造型设计以及内部三维流场计算两方面对动压轴承进行了综合分析,并就不同结构水槽的温度分布和应力分布进行对比分析,揭示轴承内部的流动规律。结果表明:数值模拟结果能有效地反映轴承内部的流动状态。     

三维流场的通度计算

针对三维流场，通过对空间单元点、线、面的相关性分析，提出了通度计算方法，以便能够利用有限差分法计算具有不规则障碍物的流场.     

轮胎花纹对整车气动特性影响的等效方法研究

本文基于LBM方法,首先计算了旋转条件下具有详细花纹外形的车轮的气动特性,然后将轮胎花纹简化为纵向沟槽,利用不同表面粗糙度系数值等效详细花纹外形的气动效应,计算旋转条件下的外形简化车轮的瞬态外流场特性。对比分析了两种外形车轮的流场分布特性和气动力发展结果,以及表面粗糙度系数值对气动特性的影响,获得了能够准确反映详细车轮花纹气动效应的表面粗糙度系数值,据此对整车瞬态外流场进行了数值计算,将结果与风洞实验值进行对比,一致性较好并且计算精度较高。该方法确定了较为合理的等效表面粗糙度系数值,对车轮旋转条件下的整车瞬态空气动力特性进行了较为准确的模拟,简化了处理轮胎详细几何的复杂程度,计算效率得到提高。     

舰用柴油机预混合等压燃烧的数值模拟及试验研究

运用CFD软件Star-cd对一台舰用高速大功率柴油机实现预混合近似等压燃烧进行了缸内喷雾及燃烧过程的模拟计算,主要考察了不同压缩比的燃烧室型线,以及喷油器喷孔参数对柴油机性能、缸内温度场、速度场和NO排放的分布的影响.经过多方案的计算分析,确定了高速大功率柴油机实现预混合近似等压燃烧的压缩比和喷孔参数,并能在提高柴油机性能的同时降低排放.通过对最优方案的台架试验,在直喷式柴油机上实现了预混合等压燃烧要求的放热率.     

航行船体周围稳态流场计算的双重面积分方法

将Galerkin方法与虚拟面元源汇分布方法相结合，发展了用于求解航行船体三维非均匀稳态流场速度势及其高阶偏微分的双重面积分方法。为验证该方法的有效性，进行了半浸圆球稳态流场的数值计算。通过与圆球绕流问题解析解的比较，表明积分表面单元划分和虚拟单元的设置方式等对最终数值结果的影响可忽略不计。本文方法有助于对航行船体的水弹性力学特性进行更合理和更完善的分析。     

用数值模拟研究转速变化对喷水推进轴流泵性能的影响

轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化能力强、噪声低等优点.为实现喷水推进轴流泵的三维模型自动生成,以FORTRAN为编程语言,完成了轴流泵叶轮的参数化自动建模.运用计算流体动力学CFD软件--FLUENT基于标准κ-ε紊流模型及SIMPLE算法对020Q84喷水推进轴流泵内部流场及其运行特性进行了三维数值模拟,研究和分析叶轮转速变化对轴流泵性能的影响.