改良楔形叶片旋转空化器水动力学特性数值模拟分析北大核心CSCD

[目的]旋转空化器是通过高速旋转的叶片在水中产生超空泡来满足不同工程实际应用需求,有必要对叶片形状进行改良设计以提高其工作性能,探究叶型改良对空化器水动力学特性的影响。[方法]首先,针对旋转空化器楔形叶片的原始叶型进行改良设计,建立叶片改型前、后旋转空化器的三维几何模型;然后,基于ANSYS Fluent软件对原始叶型和改良叶型空化器在不同转速下的自然空化流场开展数值仿真计算;最后,根据计算结果对二者的水动力学特性进行对比分析。[结果]结果显示,相比原始叶型,改良叶型产生的空泡除存在于叶片出口边外,还可以存在于副进口边,这两部分的空泡会随着转速的升高而逐渐连接成一个整体,因而改良叶型空化器产生的空泡尺寸更大,产生的自然空化更强;改良叶型在叶根处产生的空化效应较强,而原始叶型在叶尖处产生的空化效应更强;当转速较高时,改良叶型产生的空泡会与旋转空化器装置的四周壁面接触,导致空泡尾部形态沿半径呈直线型变化。[结论]所做研究可为旋转空化器的设计和应用提供重要参考。     

后桥主减速器壳体加工工艺探索

随着铸造技术水平的提高．精密铸造技术可直接获得高精度的工件成品。但成本较高,因此铸造业仍广泛采用铸造作为一种毛坯制作方法,其铸件的铸造质量不高,尤其是壳体类铸件的废品率高达15％,其中多数废品是通过机械加工发现的,所以分析探索怎样将壳体类铸件加工成合格成品的工艺方法是非常必要的,而且具有很首要的现实意义。在此以丹东黄海汽车有限责任公司底盘公司生产的后桥主减速器壳体为例对目前普遍采用的砂型铸件机械加工工艺进行分析。     

大深度载人潜水器圆柱形耐压壳体可靠性研究

大深度载人潜水器上的圆柱形耐压壳体包含多个失效模式,各失效模式之间存在着共同变量和参数,在可靠性分析时需考虑各失效模式的相关性。论文开展了圆柱形耐压壳体多失效模式之间相关度分析方法的研究,形成准确的可靠度评估方法,采用灵敏度方法得到各参数的均值和标准差对结构可靠性的影响程度。以圆柱形耐压壳体结构的计算机罐为例进行分析,发现采用CCS规范开展设计时,计算机罐的可靠度为99.999 86%（可靠度指标为4.689 4）,满足规范建议值的要求。采用灵敏度分析方法分析得到影响计算机罐可靠度的最主要因素为球形封头,在目前设计规范下适当增加封头厚度,同时在加工过程中控制封头加工偏差可有效降低失效概率。     

船用大侧斜螺旋桨的噪声计算与分析

采用分离涡模型(DES)对伴流场中螺旋桨的轴承力进行数值计算,得到轴承力的时域值,通过傅里叶变换得到频域脉动值并分析了轴承力的频域特性。将桨叶表面压力脉动作为旋转偶极子声源,采用Virtual.Lab基于直接边界元方法计算了螺旋桨的无空泡噪声,分析了螺旋桨轴承力与噪声的关系以及噪声指向性。     

新型可调节旋转动力吸嘴

针对传统吸嘴适应物料能力低、工作效率低、无法适应大型码头卸料的问题,研发了一种新型可调节旋转动力吸嘴,将传统的双筒型吸嘴和动力吸嘴结合起来,既能调节物料混合比,又能打散积块物料,适应物料能力强,工作效率高,可提高卸船效率,降低能耗。     

全旋转起重船在大直径钢圆筒振沉施工中的应用

在大直径钢圆筒结构的护岸工程中,起重船规格型号的选用是施工准备阶段的一项重要工作,其直接影响到施工的安全、质量和进度。以某大型人工岛项目为例,对施工中所采用的全旋转起重船在选型过程、锚缆布设、驻位方式、施工振沉、艘班费用等方面进行详细描述。通过对比固定扒杆式起重船,总结出全旋转起重船在大直径钢圆筒振沉施工中的优势为:1)节省了放置锤组的船舶;2)起吊钢圆筒至振沉阶段不需要频繁移船,减少安全风险,提高作业效率;3)有利于钢圆筒定位、纠偏的操作。     

重力式码头方块墙沉降与旋转计算方法

基于分层总和法计算沉降的原理,推导了干施工条件下重力式码头方块墙沉降与旋转的理论计算方法,并对重力式码头试验段的沉降与旋转实测值与计算值进行了对比分析。结果表明:方块墙沉降与旋转的计算值与实测值变化规律一致,沉降与旋转均随着方块安装层数的增加而增大,但墙后回填碎石和墙上预压荷载后,墙趾处沉降继续增大,墙踵处沉降减小,并且墙体的旋转在预压后达到最大值。在重力式码头工程中推导的理论计算方法可应用于预判码头方块墙的沉降和旋转量、评价方块墙的预压效果以及预估现浇混凝土垫层的预设坡度。     

基于FINE/Marine的螺旋桨水动力性能研究

以标准DTMB 4119桨为研究对象,基于黏性流计算软件Fine/Marine,采用RANS方法预报螺旋桨敞水性能,对不同进速系数下的推力系数和扭矩系数进行模拟计算。计算过程中分别采用旋转坐标系及滑移网格2种方法,其中,在采用滑移网格计算时,分别考虑湍流模型、非线性迭代步数及迭代时间步长对计算结果的影响。经过与试验结果进行对比分析及各方法间的比较,总结了各方法的特征与优劣,并验证了2种方法在螺旋桨敞水性能预报中的可靠性与有效性。该预报思路和方法可为后续螺旋桨水动力性能研究提供借鉴和参考。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计.结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响.文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考.     

单/双层水下结构振动声辐射研究

为研究单壳体和双壳体两种典型潜艇结构的振动声辐射特性,本文建立单/双层桨-轴-壳体简化模型,利用三维水弹性力学理论和三维水弹性声学分析软件,分别计算螺旋桨激励、外部流体激励以及机械激励3种激励源下水下结构的辐射声功率声源级曲线。结果表明:螺旋桨激励下,单层水下结构声辐射略低于双层结构;外部流体和内部机械设备激励下,单层水下结构声辐射明显高于双层结构。