基于半数值方法的脐带缆拉弯能力曲线分析研究

水下生产系统脐带缆连接于水上主控站与海底管汇控制执行器之间,在安装和在位运行时脐带缆的受力情况复杂,其中工作内压下拉伸与弯曲组合形式的荷载是脐带缆承受的最显著工况之一,因此分析缆体截面拉-弯性能曲线有着重要的工程指导意义。文章首先采用理论公式对脐带缆内部关键构件钢管进行拉伸和弯曲荷载下受力分析并得到应力应变响应;同时构建脐带缆二维精细数值模型,考虑构件之间的相互作用与摩擦,分析径向外压与工作内压共同作用下缆体截面应力分布情况。通过提取钢管上热点应力并与理论结果相结合得到相应的拉—弯能力曲线。其结果同传统理论方法比较更加保守可信,可确保脐带缆在安装和在位工作时的安全运行。同时,为海洋工程管缆结构抗荷载能力设计提供一条可行途径。     

超空泡航行体加速过程流动特性研究

超空泡航行体加速过程是航行体进入高速巡航状态的重要阶段。为了深入了解超空泡航行体加速过程中的流动特性,文中采用基于欧拉两流体模型的CFD方法以及基于相对运动的源项法对超空泡航行体全沾湿加速过程、通气加速过程进行了数值模拟,其中全沾湿过程主要研究了加速过程附加质量变化规律,通气加速过程研究了通气量、重力效应以及航行体攻角对空泡发展速度的影响。研究结果表明全沾湿加速过程中由于加速度较大,附加惯性力影响不能忽略;通气量、航行体攻角对超空泡生成速度均有较大影响,当速度达到50 m/s以上时,重力效应对空泡生成速度影响可以忽略。     

格子Boltzmann方法在串列双圆柱绕流数值模拟中的应用研究

基于格子Boltzmann方法,对二维静止串列双圆柱绕流进行了数值模拟,并将模拟结果与已有研究结果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为精确的边界处理方法。提取了圆柱的升阻力系数,讨论了圆柱间距对圆柱受力情况和尾流特征的影响。数值模拟在雷诺数Re=200条件下进行,对两圆柱中心间距为1.5~4.0D(D为圆柱直径)之间的典型间距进行了数值模拟,获得了圆柱升阻力系数以及尾流中涡和流线的变化,验证了临界间距的存在,模拟结果和已有研究结果符合得较好。     

基于IVCBC涡方法和动刚度矩阵的 深海立管的三维计算模型

文章针对深海立管长细比非常大的结构特征,视立管为质量集中的多自由度索模型系统。通过有限体积法将该模型系统离散为多个有限体单元,首次提出基于应变能计算立管动态刚度矩阵的算法,并采用IVCBC涡方法计算有限体的外载荷,构建了一种三维数值研究深海立管涡激振动的新方法。应用该数值计算方法探索了立管耦合前后的振型、尾流模型、流体力以及泄涡频率的特征。发现了立管涡激振动的涡泄频率不再满足Strouhal数的规律和多频"锁定"现象导致立管出现多种高阶模态振动共存的特征,该研究为立管的设计制造提供了重要的指导意义。     

基于ABAQUS显式CEL方法的球体入水数值研究

文章针对球体入水过程,采用显式动力学CEL(Coupled Eulerian-Lagrangian analysis)方法,对球体入水空泡的演化、发展过程进行了模拟。CEL方法在入水、特别是低速入水模拟过程中,由于无约束自由面边界的影响,需对水介质的体积模量进行修正,进而通过与球体入水实验入水弹道数据的对比,表明CEL方法在流固耦合数值求解中的有效性。最后,提出了显式动力学数值求解入水冲击载荷在采样频率、欧拉-拉格朗日接触的网格离散,以及整体网格离散精度控制方面应遵循的基本原则。     

基于DES方法的螺旋桨尾涡演化数值研究

采用分离涡模拟(DES)方法对多工况下螺旋桨的尾流场特性及尾涡结构进行数值研究,应用滑移网格技术完成螺旋桨敞水试验模拟,采用Spalart-Allmaras湍流模型封闭N-S方程组。数值计算结果显示:采用DES方法得到的水动力特性结果与模型试验结果吻合度高,DES方法能够较好地捕捉到螺旋桨尾流场中复杂的尾涡结构,螺旋桨不同桨叶产生的梢涡之间的自诱导和相互诱导作用引起尾涡结构形态变化,4叶桨梢涡结构之间会产生2次融合重组,毂涡振荡与梢涡演化之间存在相互干扰作用,不同进速系数下尾涡演化规律基本一致。     

我国高空管制下限调整对扇区容量的影响分析

本文介绍了区域管制中心接管的历程,针对我国现阶段区域管制存在的诸多问题,提出高空管制下限调整的必要性,并依据《民用航空空中交通流量管理运行指导材料》中国际民航组织推荐的获取区域管制扇区容量方法,建立扇区容量评估模型,同时以北京区域管制中心为例,分析高空管制下限调整前后扇区饱和度的变化,对于减轻管制员工作负荷,保证航班安全有序运行,保证空域更灵活使用有重要意义。     

综合安全评估在客船安全中的应用分析

客船事故易造成惨痛伤亡,其安全问题备受关注借助近年来典型的客船事故案例,分析客船事故及伤亡原因,论述国际上综合安全评估方法在客船安全中的应用,讨论提高客船安全的对策,结论认为综合安全评估方法在控制客船风险、提高客船安全上具有很好的应用前景。     

舰船物联网中的云计算资源调度与优化

针对目前舰船物联网云计算资源调度方法存在能耗过高、信道过于饱和、公平度低等缺陷,提出基于层次分析的舰船物联网中的云计算资源调度与优化方法。首先对属性间的关系进行分析,得到云计算资源调度决策矩阵,然后采用信息熵理论依据云计算资源属性间的从属关系计算属性相对权重,得到云计算资源中转数据中心的综合评价,最后利用并行机调度模型将多个云计算资源任务分配至各个并行工作的系统上构成分流。实验结果表明,相对于其它方法,本文方法缩短了云计算资源调度时间,减轻了服务器的负载压力,有效提高了资源调度性能。     

管道腐蚀速率机理及预测方法

为控制管道腐蚀,减小管道腐蚀速率,对腐蚀机理开展研究,以进一步预测管道腐蚀速率与趋势。通过分析管道腐蚀的各种因素及其相互作用,结合现场管道运行工况、输送介质组分分析及管道腐蚀产物测试结果,确定管道腐蚀主要为CO2腐蚀,从而合理选择腐蚀预测模型。通过对CO_2腐蚀预测模型与计算公式的分析,利用软件建立管道腐蚀预测模型,找到管道腐蚀速率范围与位置,进而确定腐蚀控制手段。