基于OpenFOAM的螺旋桨敞水性能预报方法

为深入研究螺旋桨周围的粘流问题,基于面向对象的开源CFD计算平台OpenFOAM,选择DTMBP4119桨作为对象,利用RANS方程计算了桨的敞水性能,并分别考察了网格依赖性和离散格式的影响。同时分析了不同半径处叶剖面的压力分布及桨前后的流场速度分布。为保证对流项离散的稳定性和高精度性,采用了二阶NVD格式Gamma混合差分格式,选取k-wSST模型作为湍流模型,压力速度耦合采用SIMPLE松弛算法。计算结果与试验数据吻合较好。研究建立了基于OpenFOAM的螺旋桨敞水性能预报方法。     

江阴大桥强风报警及风场特性分析

风荷载对悬索桥的运营期安全有重要影响.文章利用健康监测系统实测数据,建立了江阴长江公路大桥风特性数据库.在此基础上,一方面针对风速设定报警阈值,从而保证了行车与结构安全,另一方面计算得到紊流强度、阵风系数等风特性,对桥梁设计风荷载参数取值的合理性进行了验证.研究结论为江阴大桥的抗风安全性评价提供了实测依据,同时可为该地区其他工程结构的抗风研究提供参考.     

椭球体水动力数值计算

自主开发了数值求解RANS方程的CFD计算软件.采用基于多块结构化同位网格的有限体积方法,各块间采用正接网格对接,并有一层网格的重叠,便于块间的信息交换.采用SIMPLE方法和动量插值法处理速度-压力耦合.对流项采用SMART格式离散,扩散项采用中心差分格式离散,采用SST湍流模式.作为算例之一,给出了6∶1椭球体在不同攻角下定常流场和水动力的数值计算结果,包括物体表面的压强系数、切应力系数的分布及物体所受升力系数、阻力系数和力矩系数随攻角的变化规律,并与国外文献的计算和实验结果进行了比较,符合程度令人满意.     

绕方柱流速度场的数值模拟

采用有限差分法 ,对雷诺数为 2 .2× 10 4 的三维绕方柱流的速度场进行了大涡模拟。运用时间分裂控制(Split Operator)法 ,将N S方程分为对流步、扩散步和传播步。对Smagorinsky假设在近壁区的发散问题用两层模型而非通常采用的WallDampingFunction进行处理。对流项用迎风 中心差分格式模拟 ,压力方程用SOR法迭代求解。计算得到的沿对称线的时均顺流向速度的计算结果与文献上的实验结果进行了比较 ,结果吻合较好。     

空心四面块体促淤堤近底水动力特性试验研究*

依据长江口某促淤工程的设计条件及物理模型试验方法对空心四面块体促淤堤近底水动力特性开展研究。结果表明：1）近底紊动强度最大值所在位置、近底水平时均流速最小值所在位置以及近底水平时均流动方向的转变位置基本重合;2）对于某种具体堤型而言,在相同单宽流量条件下,随着相对水深的变化（至少在本文试验范围内）,其紊动强度最大值所在位置比较稳定;3）与抛石加护面块体促淤堤相比,透水性较好的堤身结构近底紊动强度最大值所在位置会更加远离堤轴线,可使局部冲刷坑更加远离堤轴线,对堤身结构稳定有益。     

自然空化流动数值模拟中参数取值影响的研究

探索了应用商业软件Fluent6.2进行自然空化计算的方法.通过设定不同气核质量分数对半球头回转体的自然局部空化作了模拟,研究了气核对自然空化计算结果的影响.通过设定边界湍流参数计算了平头回转体的自然超空泡,研究了湍流参数设定对自然空化计算结果的影响.通过对圆盘空化器的超空泡计算,得出结论:气核含量主要影响超空泡尾部形态,湍流参数主要影响空泡尺度.多个算例的计算结果与相应的实验结果以及经验公式计算结果进行了比较,符合良好.     

越浪的湍动及流场分析

越浪一直是波浪水动力问题的一个难点,原因在于其形成受到多种强非线性现象的作用。应用一种新型数值波浪模型(0-1BEM+VOF耦合模型)对越浪过程进行研究分析,并探讨了湍动动能、动能耗散率及流场在周期内的变化趋势。     

性能基导航中飞行技术误差估计研究综述

从人为因素、飞行器性能与环境因素3方面剖析了性能基导航中飞行技术误差的影响因素及其特性。依据导航方式与特定运行条件分类论述了基于飞行试验的飞行技术误差试验统计研究,指出了此类研究方法的局限性。评述了基于成型机理的飞行技术误差方差估计模型与方法,讨论了各种方法的特点和应用范围。从飞行技术误差估计方法与应用2方面分析了现有研究的局限性与后续研究展望。分析结果表明：在手动操作方式下,不同的飞行策略对飞行技术误差有较大影响,航径偏移指示器的灵敏度与侧向飞行技术误差负相关。在航路和终端区,某些通用航空飞行器的侧向飞行技术误差的标准差分别高达759．32、481．52 m,主要原因是未安装高精度导航系统。对飞行试验结果进行统计拟合的估计方法无法全面地覆盖全部机型、航段与天气条件,因而具有一定的局限性,而基于成型机理的飞行技术误差估计方法估计的侧向、高度飞行技术误差的标准差分别为2．68、1．13 m,通过与仿真结果和实测数据的比较,方法的有效性得到验证。性能基导航设备在实时估计飞行技术误差时,采用假设常值而不进行实时估计,将会使飞行器处于危险中。从多重因素入手研究如何减小性能基导航中飞行技术误差是未来的重要研究方向。     

桥墩紊流宽度的试验研究

由于我国现行的《内河通航标准》(GB 50139-2004)中,没有桥墩紊流宽度的计算方法,桥梁设计人员为了保证船舶航行安全,通常将桥梁跨度加大,这样既增加了结构设计的难度,又增加了工程的投资,因此,对桥墩紊流宽度的研究是十分必要的.通过水槽定床和动床试验,分析了行近流速、行近水深、来流角度、桥墩尺寸、桥墩墩型、桥墩冲刷等因素对桥墩紊流宽度的影响,利用量纲分析法对实测数据进行整理,推导出了桥墩紊流宽度的计算公式.     

旅客列车空调硬座车厢内热舒适性研究

空调车内气流组织研究是车厢内环境控制的基础，合理的气流组织可有效地改善乘客的热舒适性。采用k-ε湍流模型，对载客车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算，在此基础上利用PMV（Predicted Mean Vote）指标分析了车厢内人体热舒适性。计算结果表明：在现有的条缝送风条件下，除车厢中部和两端外，车厢内气流分布比较均匀；由于回风口位于车厢两端，车厢中部和端部PMV分布不同，端部人体热舒适感较好，中部较差；座位区由于人员集中和受太阳照射的影响，温度较高，PMV值偏大；过道区温度适中，人体热舒适感较好。研究结果对空调车内气流组织优化设计和改善人体热舒适环境有一定参考价值。