两船并靠状态下的运动响应数值模拟研究

针对两船并靠工况复杂,各种运动相互间存在耦合的情况,基于三维势流理论和波浪的辐射/衍射理论,应用多体水动力学软件,建立了船体、护舷和缆绳的模型,开展了两船在风、浪、流作用下的运动响应数值模拟。模拟结果可作为并靠方案设计和优化的参考依据,也可为两船并靠状态下的护舷力学性能计算提供支撑。     

珠海香洲港海域水体交换能力研究

文章利用开源代码Delft3D数值模式建立了珠海香洲港海域的二维潮流数学模型,在对模型进行验证基础上,模拟了香洲港海域水体交换能力。结果表明,香洲港海域从初始浓度下将为1%需要10d时间,下降为1‰需要16 d时间。受珠海歌剧院、野狸岛和防波堤的阻隔,香洲港海域水流动力较小,使得港区内水体交换能力较弱。香洲港海域无机氮含量超第四类海水水质标准,应减少陆源排放,加强环境保护。     

U型激光焊接夹层板极限强度试验研究

激光焊接夹层板因具有优越的力学性能以及众多结构优点在舰船防护结构设计中具有广阔的应用前景。本文以U型激光焊接夹层板为研究对象,设计其激光制造工艺流程,加工得到U型激光焊接夹层板试件;开展夹层板极限强度性能试验,通过试验得到了夹层板横向、纵向弯曲时的极限承载力及相应的变形模式;采用ABAQUS软件模拟试验工况,开展数值仿真研究,通过与试验结果进行比较,验证、完善有限元数值仿真分析技术,研究成果可为夹层板船体结构力学性能分析提供技术支撑。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO_2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO_2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO_2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用Fluent软件,结合雷诺应力模型(RSM)和混合多相流(Mixture)分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

EGR技术对船用柴油机性能的影响

为降低柴油机污染物排放,满足最新IMO排放标准,通过GTK-power软件建立带有废气再循环(EGR)系统的某型柴油机仿真模型,研究EGR率对柴油机性能的影响规律。研究结果表明:在某型船用柴油机上安装EGR系统,需综合考虑柴油机排放性和经济性。最终确定在100%负荷工况时,EGR率控制在6.0%更加合理;75%负荷工况时,EGR率控制在8.0%更加合理;50%负荷工况时,EGR率控制在12.0%更加合理;25%负荷工况时,EGR率控制在18.0%更加合理。     

特征正交分解算法在船用电力电子防潮系统中的应用

本文考虑CFD在船用电力电子防潮系统计算CPU时间长和占用大量内存的缺陷,引入特征正交分解(POD)算法,使得原问题维数降低从而减少计算量和计算时间。然后分析POD降维原理,构造基函数并使用Galerkin投影,分析非定常的N-S方程基于POD的差分格式。最后将POD算法应用于船用电力电子防潮系统中并进行了仿真研究。结果表明:维数上降低了E3个数量级,降阶效果非常明显,并且数值模拟证明计算时间是全阶时间的0.93%,POD算法降维得到的POD-Galerkin计算结果和样本结果一致。     

航行中波浪水池的数值动力学研究

利用数值波浪水池进行船舶航行预报,是计算船舶水动力的重要方法。本文首先建立船舶水池的数值控制方程,然后利用网格划分对船舶周围的流场进行划分,最后利用Wigley-III船舶模型计算船舶在规则波中航行时受到纵向、垂向和纵摇力矩的系数,将其与势流理论(3D-BEM)和DUT计算方法相比较。