蜗壳截面形状对舰用离心泵性能特性的影响

为研究蜗壳截面形状对舰用离心泵性能的影响作为后续研究舰用离心泵噪声振动特性的理论依据，在蜗壳基圆、各断面面积、隔舌螺旋角、隔舌安放角和蜗壳出口面积相同的情况下，改变蜗壳截面形状，分别设计A型、B型和C型蜗壳。对3种蜗壳型式离心泵进行数值计算。结果表明，3种型式蜗壳离心泵的外特性变化趋势基本一致。小流量工况的A型蜗壳离心泵效率略小，大流量工况的B型和C型蜗壳离心泵效率小。随着流量的增大，B型和C型蜗壳离心泵效率下降幅度较大。3种型式蜗壳离心泵在相同工况条件下，压力场、速度场、湍动能和空化现象的变化趋势大致相同。3种型式蜗壳离心泵流场特性在隔舌流道和蜗壳流道处均不相同，表明改变蜗壳截面形状主要影响叶轮靠近隔舌流道和蜗壳流道内的流场。     

下倾管-垂直立管严重段塞流数值分析

运用计算流体力学(CFD)软件ANSYS FLUENT对下倾管-垂直立管系统中出现的严重段塞流现象进行多工况数值模拟，根据液塞形成过程图和弯管处的速度矢量图揭示了液塞的形成机理，并结合XY面的相分布图和监测得到的压力脉动变化图划分出了3种典型的严重段塞流流型。为了抑制严重段塞流现象，提出了“下倾管”注气法，最后通过数值模拟的方式来加以验证。结果表明：采用“下倾管”注气法后，管系内的严重段塞流现象被明显削弱，产生了具有高频低振幅脉动特征的稳定流型，对管网系统稳定性的影响较小。     

汽车用棉毡的声学材料参数研究与验证

汽车用棉毡是汽车声学包中常见的多孔材料，基于BIOT理论对其材料参数进行测试，并利用FOAM-X仿真软件对材料参数进行灵敏度分析，得出该车用棉毡在具体频段下受哪个材料参数的影响，通过改变棉毡的材料组分和生产工艺，最终对分析出来的材料参数进行调整，从而使得棉毡的吸音性能提升。结果显示，通过FOAM-X仿真分析可知，汽车用棉毡的低频主要受热特征长度和流阻率影响，而中高频主要受粘性特征长度和流阻率影响。通过降低棉毡纤维直径并结合气流成网工艺，可减小棉毡的粘性特征和热特征长度并增大其流阻率，从而提升棉毡的吸音性能。     

船用板式换热器的脉动流强化换热研究

针对板式换热器效率低和易结垢等问题，采用脉动流强化板式换热器。利用数值模拟的方法对脉动流场下板式换热器通道内流体的流动和换热特性进行分析研究，并采用相关试验数据对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：船用板式换热器的总传热系数随着质量流量的增加而增加，而强化换热因子则表现为先增加后减小的状态，各脉动频率下的强化换热因子均大于1.000，其最大值为1.258，这表明脉动流的加入有利于提高板式换热器的强化换热效果。同时，利用自主设计的试验台，将试验结果与模拟的努谢尔特数和压降进行对比分析，发现其表现出一致的规律性，最大偏差分别为12%和10.6%。研究结果可为脉动流强化换热的工程应用提供重要参考。     

波浪与水下爆炸气泡脉动载荷联合作用下船体梁的响应特性北大核心CSCD

[目的]舰船在执行任务的过程中有可能因同时遭受波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用而使船体响应发生“叠加效应”,导致总强度的损失,因此需要探索水下爆炸气泡脉动与波浪联合作用时船体梁的动力响应规律。[方法]首先,采用理论分析的方法建立船体梁的简化模型,并对水下爆炸气泡脉动载荷与波浪载荷进行求解;然后,基于Hamilton原理,分别推导两端自由船体梁在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷单独作用及联合作用下的运动微分方程;最后,基于对运动微分方程的求解,分析船体梁的自由振动响应在与外载荷组合的3种工况下简化模型的运动响应。[结果]结果显示,在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用下,船体梁的运动响应相比2种载荷单独作用时运动响应的线性叠加值增大了15%。[结论]所做研究可为舰船结构在联合载荷作用下运动响应分析的计算程序开发提供参考。     

外部气流影响下的船舶通风口烟气扩散试验

为预先确定船舶初步设计中的通风口系统在外部气流场作用下的排气效果，找出设计方案在通风口排气方面存在的问题，采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）和风道试验的方法进行研究。以外部气流作用下的通风口烟气扩散试验为研究对象，建立含通风口边界条件的风道三维网格模型，求解不同气体流速下的黏性不可压缩定常流动。计算不同外部气流速度下和不同通风口布局下排气中的CO2分布扩散情况，结果表明来流速度增大会加快CO2体积分数沿流向的衰减速率，削弱CO2横向扩散程度。根据试验结果验证计算的准确性，证明应用CFD技术可评估通风口布局的优劣。     

高速列车车门凹腔结构的流致振动特性

流致振动是高速列车设计和运维过程中需要重点关注的问题之一。针对高速列车司机室车门区域的凹腔结构，利用数值计算、风洞试验和实车线路试验相结合的方法，分析车门区域的流场特征和车门出现流致振动现象的主要原因，据此对车门两侧凹腔结构和扶手进行优化，并对封堵凹腔和扶手内移2种优化方案进行实车试验验证。结果表明：司机室车门上游凹腔结构诱导的展向涡导致车门表面出现高频的脉动压力，列车运行速度越高，压力波动幅值越大，但波动频率锁定在83 Hz，当压力幅值超过车门承受的限值后，车门将出现流致振动现象；气动拉力和气动侧向力是诱发司机室车门流致振动的主要气动载荷，车门宜设置在车体横截面不变区域；通过优化凹腔结构和扶手的形状能够消除司机室车门的流致振动现象；合理改变扶手位置能够减弱凹腔结构引起的流致振动现象；如果要消除流致振动现象，应将扶手改为盖板结构，或者将扶手截面形状改为非圆形截面。     

斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值预报研究

空泡性能是船舶螺旋桨重要的水动力性能之一。由于桨轴存在倾斜安装角，船舶在水面航行时，螺旋桨的进流条件主要为斜流工况。为研究斜流工况下螺旋桨的空泡形态及空泡脉动压力特性，论文基于黏流CFD方法针对PC456螺旋桨标模开展了斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值模拟研究，并与大型空泡水筒中的斜流螺旋桨空泡试验结果进行了比较。结果表明，数值预报的空泡形态、面积和平板表面脉动压力与试验观测及测量的结果吻合较好，验证了数值模拟方法的可靠性。     

工作舱室中均匀与非均匀气流场分析

为在满足舱室换气次数、设备使用环境和人员舒适性要求的前提下节省能耗，对舱室布风器位置和数量、回风格栅数量和大小等冷源配置进行优化，并进行建模仿真，对优化前后温度场和人员舒适度的变化情况进行分析。结果表明：优化布置方案可在满足舱室使用环境要求和人员舒适性需求的情况下减少约30%空调送风量。研究成果可为详细设计与生产设计中空调与布风器布置提供一定参考。