基于SPH流体仿真的船模阻力试验过程的虚拟展现

通过求解RANS方程计算船体周围粘性边界层,同时结合VOF方法处理自由表面,能够获得带自由表面的船体周围稳态粘性流场,但是难于比拟拖曳水池模型试验得到连续变化的流场,该文提出采用SPH流体仿真方法模拟船模阻力试验中自由表面及流场的生成与演化,并借助三维交互式图形显示技术实现试验过程的虚拟展现,最后以DTMB 5415船模试验加以例证。     

基于SPH法的径向滑动轴承动压润滑研究

为了研究润滑油膜的粒子性对流体动压润滑的影响,该文提出利用SPH方法（光滑粒子动力学方法）分析径向滑动轴承流体动压润滑,模拟结果通过计算流体动力学（CFD）软件FLUENT分析结果和润滑理论提供的解析解进行了比较验证。同CFD 法一样,SPH法的压力分布结果揭示了润滑理论忽略掉的流体惯性效应。三种方法速度场分析结果略有不同。因此,SPH模型由于反映了流体的粒子性,可成为求解滑动轴承中的复杂流体润滑问题的有效工具。     

数值波浪序列中的高频成分

可靠的波浪模拟方法对于海洋结构物水动力性能的评估而言至关重要。文章基于软件FLUENT,分别采用四种不同的网格模型,实现了对于规则波的模拟。文中采用VOF方法对自由液面进行捕捉,并采用动网格方法模拟摇板的运动从而实现造波。考虑到数值耗散及截断误差对数值模拟结果的影响,针对沿水池方向的波浪衰减情况进行了相关研究。为了避免造波板的初始运动所引起的波面扰动,引入了一种“缓入”方法使造波板缓慢地达到最大幅值的运动,有效地避免了初始扰动所带来的影响。数值模拟的结果分别与一阶和二阶理论解进行了对比。结果表明,该数值波浪模型能够给出可靠的预测,为下一步模拟强非线性波浪（如畸形波）奠定了基础。     

多体动力学在船舶推进轴系轴承润滑中的应用

船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分,由于轴系上的轴承承载着很大的载荷和应力,再加上工作环境比较恶劣,船舶轴系上的轴承会出现润滑质量差等问题,导致轴系的变形和破坏,因此,有必要对船舶推进轴系的轴承润滑问题进行研究。本文结合多体动力学和流体润滑基本原理,结合有限元分析技术和摩擦试验机等设备,从理论和实践上对船舶轴系的轴承润滑特性进行系统的研究,有助于改善船舶轴系的轴承润滑特性,提高使用寿命。     

水下结构声固耦合振动的特征值计算

针对水下结构声固耦合振动计算中出现的非对称矩阵(与频率相关)的特征值问题,本文基于共轭子空间迭代法,提出了计算水下结构振动固有频率和振型的双重迭代算法.数值算例表明:该算法收敛性好,用于水下结构声固耦合振动的特征值计算是有效的.文中分别将流体视为不可压缩和可压缩两种情况建立了流固耦合方程,计算了板、加筋板和方箱振动的固有频率和振型,将干模态和湿模态、不可压缩流体和可压缩流体的计算结果进行了比较,并分析了结构刚度和流体边界条件对附加水质量影响系数的影响.     

连续分层流体中自由表面假定下内波传播的数值模拟

针对密度连续分层的海域,基于Euler方程,采用改进的SIMPLE算法建立了考虑自由表面变化的内波传播数值模型.推导了自由表面边界条件下小振幅内波传播的理论解,并给出了刚盖假定下密度场的表达式.将自由表面和刚盖假定两种表面条件下的数值模拟的速度场和密度场进行比较,分析入射波特征参数,如周期和振幅,以及密度系数的影响.研...     

基于主动倾斜式尾翼的车辆气动特性研究EI北大核心CSCD

为提高车辆在弯道行驶的操纵稳定性,本文中设计了一款主动倾斜式尾翼的空气动力学套件,在现有车辆的基础上加装主动倾斜式尾翼和前唇,通过空气动力学仿真找出车辆气动特性与尾翼倾角和攻角的关系。基于模糊控制算法设计可调倾角和攻角的控制策略,并通过车辆操纵稳定性仿真对控制策略进行了优化。在实车上加装主动倾斜式尾翼空气动力学套件并根据优化后的控制策略编写代码,基于国家标准进行操纵稳定性实车试验。试验结果表明,加装主动倾斜式尾翼空气动力学套件的车辆相对于加装仅攻角可调的空气动力学套件车辆、未加装空气动力学套件的车辆在稳定性上都有一定的提升。     

基于流体腔方法的海上充气膜结构抗弯承载性能研究

应用基于表面定义的流体腔方法建立充气膜结构抗弯承载性能数值分析模型，并将其与模型试验对比，验证了数值方法的可靠性。通过数值仿真和模型试验分析了充气膜结构的变形和失效模式，讨论了内压对其承载性能的影响。研究表明，充气膜结构的承载性能与内压线性正相关，且随着局部褶皱现象出现，承载性能快速下降；变形和应力分布与传统的4点弯曲梁相似，而失效模式则为褶皱诱发的局部失稳。论文建立的数值方法对浮式充气膜结构在海洋工程中的应用具有较好的的工程指导意义。     

非饱和土体水平冻结过程中的水热耦合作用机制研究

土体在冻结过程中伴随热量传递、冰水相变、水分迁移等演化过程，其水热耦合作用机制非常复杂。为此，在进行演化方程组解耦、冻结锋面精细化处理的同时，采用土体冻结特征曲线改进未冻含水量计算，引入总含水量优化冰组分生成，提出一种新的水平冻结水热耦合理论计算模型。基于隐式有限差分方法对该模型进行数值求解，结合试验结果验证其有效性。最后，以张掖壤土为研究对象，分析非饱和土体的水热耦合演化规律。研究表明，土体在冻结过程中，未冻区的水分会向冻结区迁移，在锋面位置处发生水分积聚；在孔隙率相同的情况下，土体的初始含水量越高，其温度下降速度越快，冻结区含水量的增加也更为显著。土体的冷源温度越高，冻结锋面的发展速度越慢，从而使得水分迁移时间更为充分，对应的冻结区平均含水量越高，水分积聚现象也越突出。冰阻抗在冻结锋面附近影响土体中的水分迁移，使其含水量及热扩散系数下降，从而影响温度场的演化。     

能量桩桥面除冰融雪的能源需求与供给能力案例分析

基于能量桩的桥面除冰融雪技术，克服了传统融雪剂对桥面板结构的腐蚀问题，且具有节能环保等技术经济优势。能源需求与能量桩供热能力的计算是能量桩桥面除冰融雪系统设计的关键。为达到除冰融雪目的，桥面板表面温度需维持在0℃以上；基于桥面板的热响应试验与除冰试验得到桥面板温度与换热效率、流体温度的关系，根据热传导定律，推导出桥面除冰融雪所需的换热效率与流体温度的计算公式；探讨了能量桩热泵系统的供热能力。计算得到换热管埋深和间距分别为14 cm和25 cm的桥面板，在环境温度为-1℃～0℃时，系统的热有效率(有效热流密度与换热效率的比值)约为50%,系统的热有效率随着环境温度的降低而降低。选取3座具有不同板桩比(桥面板面积与能量桩总长比值)的桥梁为案例，进一步分析了环境温度-10℃～0℃,降雪量水当量0.1～1.0 mm·h^-1范围内，能量桩的供热比，以及满足融雪需求入口流体温度的计算表达式。结果表明：能量桩的供热比与环境条件和桥梁的板桩比有关，板桩比为0.7 m²·m^-1时，环境温度为-5℃,降雪量不大于0.4 mm·h^-...