有限长双层壳体声辐射理论及数值分析

研究流场中有限长加筋双层圆柱壳受径向点激励的振动和声辐射性能。壳体的振动用Fluegge壳体方程描述，将加强构件等价为对内外壳体的支持力，采用Helmholtz波动方程、壳体表面的边界条件和傅氏变换方法求解声压的表达式，然后将其引入壳体振动方程，最后求解双层壳体声-流体-结构耦合方程，计算结果用辐射声功率、表面振动均方速度级和辐射效率的形式表示。讨论了有限长单、双层壳体声辐射性能的差别以及双层壳体壳间连接形式和实肋板参数的变化对其声辐射性能的影响，得出结论：当内壳受激振动，通过外壳向外场辐射噪声时，其主要通道为连接内外壳壳体的实肋板，其次才是环形流场中的流体介质。     

磁化对水性能的影响

用ＺＣＨ型流体磁化器产生磁化水，研究了磁化水对ＮａＣｌ，Ｃａ（ＨＣＯ３）２，ＭｇＳＯ４的溶解度的影响。结果为磁化水使ＮａＣｌ，Ｃａ（ＨＣＯ３）２的溶解度增大２０％左右，对ＭｇＳＯ４的溶解度影响较不，磁化水能增大阳离子交换树脂的交换容量，对阴离子交换树脂影响较小。     

集装箱船LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域分析

大型LNG燃料船舶的LNG加注量大,为了减少靠港时间,需要考虑在LNG燃料在港加注的同时进行船舶装卸货操作。以一艘10 000 m3 LNG加注船对一艘18 000 TEU LNG燃料动力集装箱船的在港加注为研究对象,基于失效频率分析拟定了4个LNG泄漏场景,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS分析了LNG泄漏后的可燃气体影响范围,最终得到了一个矩形危险区域,将此危险区域范围之外的区域作为LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域。研究表明,LNG燃料船对船加注与装卸货同时操作的安全区域设定不可一概而论,不同的设计和作业条件将有不同的安全区域,在该类问题分析中,不能忽视LNG加注软管泄漏和加注船液货舱安全阀排放两种场景。     

带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的阻尼振动和层间应力

在壳厚方向采用位移和应力插值函数,应用混合分层理论和壳体在流场中所受的流体动压力.推导带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的动力学方程.采用迭代的方法求出潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的解.在不同粘弹性材料弹性模量和厚度下.分别计算了潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的一阶固有频率、结构损耗因子和层间横向应力的幅值.结果表明,随粘弹性材料弹性模量的增大,一阶固有频率和结构损耗因子增加,随粘弹性材料层厚度的增大,结构损耗因子增加.一阶固有频率减小.较高的层间法向正应力是造成潜艇消声瓦在流场中低频振动脱落的主要原因.采用较高模量和厚度的牯弹性阻尼材料将有效地降低潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的层间应力的幅值.     

U型减摇水舱模型试验与数值仿真

减摇水舱是目前船舶最常用的减摇装置之一,它具有结构简单,造价低廉,便于维护与保养等优点[1,2],普遍应用于 RORO船、科学考察船、公务船、运输船等。目前研究水舱的主要方法是台架试验和船模模型试验,本文针对1500吨海监船做了岸上摇摆台试验,以确定减摇水舱的固有周期接和模拟规则波下的抗摇力矩。由于岸上试验耗时长、代价高[3],本文采用CFD数值方法对水舱的自由衰减和强迫振荡进行了仿真计算,通过与试验值对比发现,CFD计算结果吻合较好,证明了CFD方法在模拟水舱摇摆台试验中的可行性。     

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。     

翼身融合水下滑翔机外形设计与水动力特性分析

为了提高水下滑翔机的水动力性能,本文将航空航天领域先进的翼身融合布局引入到水下滑翔机外形设计中,并对其水动力性能进行研究与分析。首先,对比3种具有代表性的水下滑翔机常用壳体形状的几何参数,选用扁平椭球体作为翼身融合水下滑翔机壳体的基本形状;在此基础上,设计出翼身融合水下滑翔机的三维模型;最后,采用计算流体力学（ CFD）的方法对翼身融合水下滑翔机进行仿真模拟并分析其水动力性能,结果表明,采用翼身融合布局的水下滑翔机,其水动力性能得到显著提高。     

沥青混合料流在路面铺装各工艺环节中的粒料运动分析

运用粒料运动与流体力学的基本概念,探讨了沥青混合料粒料在路面铺装各工艺环节中的具体运动情况,得出了机械的作业方式与粒料运动的关系：通过对沥青混合料流在各个工艺环节层流与紊流情况的分析,以及引用沥青混合料的内外部流概念,得出了摊铺机布料槽内的机械结构对粒料运动影响的关系。通过这2种关系,解释了集料在粒料运动中发生离析的原因,为控制混合料摊铺前集料离析与温度离析提供了理论基础。     

汽车交流发电机流体散热仿真分析方法

针对汽车交流发电机整机及其部件的流体散热、温度分布计算问题,对汽车交流发电机数学模型的建立与CAE仿真分析等方面进行研究;对汽车交流发电机数学模型的简化处理、流体域划分、部件发热源功率计算、仿真参数设置与后处理等方面进行总结归纳,提出一种适用于汽车交流发电机整机及其部件的温度分布计算方法,利用ANSYS的workbench平台下的FLUENT软件模块进行分析,同时对物理样机也进行试验测试。研究结果表明,仿真分析结果与物理试验进行对比,其偏差率在5%以内,分析结果可信。该仿真思路与方法可供发电机散热结构设计研究者参考。     

基于CFD的船舶阻力预报方法研究

根据船舶阻力成分及预报方法进行分析讨论,提出基于CFD的方法进行船舶阻力数值预报。分别基于势流和粘性流理论对船舶阻力进行预报,将阻力系数与试验值进行对比。基于粘性流体理论求解获得船体的粘性总阻力及摩擦阻力,基于势流理论直接求解欧拉方程获得船体兴波阻力。通过对某油船在各航速下的阻力理论计算结果与船模试验值的比较表明,该方法计算速度快,经济性好,且预报精确度高,完全满足工程需要,可以在实际工程使用。