机载布放式AUV入水冲击仿真研究

机载布放式AUV是利用载机运送至特定海域上空,在一定条件下通过空投方式进入水下,完成预定工作的自主水下航行器。AUV入水时会受到巨大的载荷冲击,严重时会导致机体折断、元器件失灵,甚至引起弹道失控。为此,文章采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对机载布放式AUV的入水冲击问题进行了数值仿真研究。对不同入水速度、不同入水角度下AUV受力过程进行了计算,得出了不同入水条件下的速度响应曲线和压力响应曲线,可为机载布放式AUV的机体结构设计和投放条件研究提供参考。     

直立圆柱体内孤立波载荷特性数值模拟

以三类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,建立了两层流体中内孤立波对直立圆柱体强非线性作用的数值模拟方法.结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且直立圆柱体内孤立波水平力、垂向力及其力矩数值模拟结果与实验结果吻合.直立圆柱体内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;对于水平力,其波浪压差力与粘性压差力量级相当,流体粘性的影响显著;对于垂向力,粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略.此外,直立圆柱体对内孤立波的波形及其诱导流场的影响很小,因此采用Morison公式和傅汝德—克雷洛夫力分别计算其内孤立波水平力和垂向力是可行的.     

下凹型内孤立波对细长潜体运动特性影响的实验研究

在大型重力式分层流水槽中,采用重力塌陷造波和模型半柔性约束方法,结合位移和倾角测量技术,对下凹型内孤立波作用下的细长潜体模型运动特性进行了实验研究,获得了模型垂/纵荡、横/纵摇和质心轨迹运动规律。研究表明:细长潜体模型在下凹型内孤立波作用下的质心运动轨迹近似于椭圆;模型垂/纵荡和横/纵摇运动主要受到波幅因子α(内波波幅与模型长度之比)和潜深的影响;当α固定时位于内孤立波上/下方的模型主要表现为纵荡,而位于穿越内孤立波位置的模型主要表现为垂荡,实验进一步证实了模型运动特性与内孤立波内部流场分布的相关性。     

广义宾汉流体水泥基浆液动水注浆及质量检测研究

裂隙突水灾害严重威胁隧道施工安全,注浆是解决裂隙突水灾害的有效手段之一。通过分析广义宾汉流体的水泥基浆液流型,建立平板单一裂隙动水条件下注浆扩散模型,构建应力只和变形速率有关、与时间无关的纯粘性流体本构方程;基于注浆扩散模型得出水泥基浆液断面的平均流速;由注浆孔边界和扩散边界条件,结合注浆孔压力和静水压力,推导出在逆水条件和顺水条件下浆液的扩散距离公式。根据依托工程实际制定裂隙注浆控制方案,并结合隧道检测手段对注浆效果进行验证。     

基于MR阻尼器的船用隔离器系统试验研究

随着船舶技术的发展，现代船舶对船用隔离器系统提出了越来越高的要求，即船用隔离器系统应同时具备低频减振和高频抗冲击的能力，这是传统的船用减振器系统所无法做到的．为了解决此问题，本文提出了一种新的船用隔离器系统，该系统由钢丝绳弹簧和磁流变阻尼器相并联组成．文中对该船用隔离器系统的减振和抗冲击性能进行了模型试验研究。减振试验的激振力频率为1-15Hz，力幅为2．94．11．76kN；冲击试验的最大冲击输入加速度为20g，脉宽为10ms，减振试验和冲击试验均采用MTS液压加载系统来进行．试验结果表明，该船用隔离器系统具有较好的减振效果，使用了MR阻尼器后系统得共振峰值被明显的削弱；在冲击试验中，冲击响应的衰减速度随着MR阻尼器的阻尼增加而明显加快，但是MR阻尼器再冲击瞬间的出力特性明显与低频振动情况下不同，MR阻尼器的出力表现为受控制电流强度影响不大．     

基于数值模拟的木拱廊桥洪水响应分析

近年来,木拱廊桥抗洪防灾方面的研究多基于水毁案例的经验总结来提出宏观维护策略,缺乏对于洪水荷载与廊桥结构受力的量化分析。因此,提出了基于计算流体动力学(CFD)与有限元方法的木拱廊桥抗洪安全性能分析方法,研究不同洪水频率下的荷载分布规律,并对桥体拱架的洪水响应及结构安全进行量化评估,为木拱廊桥预防洪水和安全监控提供参考依据。结果表明:受洪水荷载的作用,杆件上的水平力沿水深方向呈线性分布,竖向力呈均匀分布;主拱结构产生形变,迎水面向河内挤压,背水面向两岸拉伸,上部结构朝水流方向倾斜;主拱上背水面的端平苗受拉力作用,易脱开节点导致桥面塌落,基础的摩擦系数和土体抗剪性能决定了支座的稳定,是影响廊桥整体结构抗洪安全性能的关键因素。     

客车辅助制动技术探讨

对客车辅助制动系统作了探讨,分析了辅助制动系统的制动效果,并就目前应用较为广泛的发动机制动／排气制动、电涡流缓速器、蔽力缓速器泳磁式缓速器和自励式缓速器等作了详细的介绍,分析了各种辅助制动装置的优缺点和国内外应用研究现状。     

散装水泥运输罐车刹车过程物料流动特性研究

为探索散装水泥运输半挂车在刹车过程罐内物料的流动特性,基于FLUENT计算流体力学软件,采用欧拉-欧拉方法建立双流体模型,通过Syamlal-O＇Brien模型描述气-固曳力,对散装水泥运输半挂车在刹车过程罐内水泥的流动特性进行了数值模拟。结果表明,散装水泥运输半挂车在刹车过程中,罐内水泥向前运动,牵引车载荷高于设计载荷,对此提出通过在罐内顶部增设阻流板,可有效避免散装水泥运输半挂车在刹车过程由于载荷分布不合理而引起的一系列问题的改进措施。     

三体船耐波性的模型试验研究

  目的  小水线面三体船与普通三体船相比具有较大的潜体并极大地减少了水线面面积,因此普通三体船的耐波性规律不完全适用于小水线面三体船,小水线面三体船的耐波性还有待研究。  方法  因模型试验具有周期长、成本高、环境要求苛刻的特点,难以对所有方案进行试验与分析,故采用STAR-CCM+平台模拟船体周围的黏性流场。首先,考虑到网格设置、流场模型选择的影响,验证采用STAR-CCM+平台进行耐波性计算的可行性与可靠性;然后,研究系列弗劳德数Fr下不同侧体位置时小水线面三体船耐波性的变化规律。  结果  结果显示,Fr=0.234（低速）时,小水线面三体船的耐波性优于普通三体船,Fr=0.494~0.797（中、高速）时情况较复杂;小水线面三体船侧体靠近船艏时耐波性更优。  结论  研究结果可为小水线面三体船的设计提供一定的借鉴。     

波浪增阻计算方法在船体型线优化设计中的应用

  目的  为了获得兼顾静水和波浪阻力性能的优良船型,以某散货船为研究对象,开展船型综合优化设计。  方法  基于成熟的商用软件STAR-CCM+进行目标船静水阻力性能评估。采用ISO 15016推荐的简化方法和经验方法,以及自主编程开发的二维切片理论方法进行波浪增阻计算。对比分析不同波浪增阻方法计算结果与模型试验结果的差异。  结果  结果表明：二维切片理论方法计算精度较高,且能反映船型对波浪增阻的影响;目标船改型的静水阻力性能与原型相当,改型的波浪增阻和原型相比降低了20%以上,波浪中阻力性能得到显著提升。  结论  通过探讨不同波浪增阻计算方法的工程适用性,为船型综合优化设计提供了有效工具。