环境参数对浮箱系泊系统水动力性能影响

环境荷载对系泊系统受力和运动响应起着关键的影响作用,有必要对影响系泊系统的关键环境参数进行深入研究,揭示环境参数对系泊系统的作用和影响机理。基于势流理论,结合大型水动力学软件AQWA,以一种简单的矩形浮箱式结构物为典型示例,根据浮箱基本参数及相关技术要求,考虑张紧式和悬链式两种不同的系泊方式,建立系泊系统动力分析计算模型。结果表明:在讨论范围内,系泊力随着流速、流向、风速等环境参数的增加而增加;对于横荡和横摇,随着流速、风速等环境参数的增加,横荡和横摇曲线呈现增加的趋势;相对而言,张紧式系泊可以更好地保持系泊系统稳定。     

无轴轮缘推进器水动力性能分析及桨叶强度校核

基于CFD数值计算,计算了某无轴缘推进器轮缘内外表面,前后端面的摩擦扭矩值,并与经验公式值进行对比,结果表明,轮缘总摩擦扭矩与经验公式值误差在1.3%之内。通过采用相同的方法计算JD75+Ka4-70导管桨的水动力性能,并与实验值进行对比,验证了本文方法的正确性。在此基础上,通过单向流固耦合方法对桨叶的结构强度进行计算分析;并对原型桨的桨叶厚度分布进行了改变,分析桨叶厚度分布改变对无轴缘推进器水动力性能及桨叶强度的影响。结果表明：再设计桨的质量、推力、扭矩均有所下降,效率提高了2.1%。虽然桨叶最大变形量及最大等效应力均有所增加,但仍满足强度要求。在满足强度要求的条件下,可以通过有限元计算方法选择较为合适的桨叶厚度分布,提高无轴轮缘推进器的敞水效率。     

复杂水动力条件下开敞式大型散货码头泊稳条件分析

针对复杂水动力开敞式大型散货码头的泊稳问题,采用国际通用的以船舶运动量为控制标准来分析码头泊稳条件的方法,确定西非某开敞式大型散货码头的泊稳条件。结果显示拟建码头不可作业期约为2.3%~13.5%,泊稳条件良好,码头平面布置合理,可为类似码头泊稳分析提供参考。     

半浸桨“杯”型结构水动力性能影响分析

目的旨在研究“杯”型结构对半浸式螺旋桨水动力性能的影响规律和作用机理。方法基于RANS方法并结合流体体积（VOF）方法和滑移网格方法,对自然通气工况下841-B半浸桨及其“杯”型结构改型桨开展数值模拟;在验证数值模拟方法有效性的基础上,基于二分法调整随边角度以使基准半浸桨“杯”型结构变化,从而针对系列桨开展计算研究。结果研究显示,“杯”型结构变化对半浸桨的推力和扭矩影响显著,但对效率的影响相对较小;增大“杯”型结构会使桨出水时附带更多水体,造成桨后兴波和液滴飞溅加剧。结论所采用的研究方法和所得结论可为半浸桨的设计提供参考。     

基于交通流稳定性系数的高速公路交通事故实时风险预测

预测交通事故实时风险时,存在大量指标变量,导致数据难以采集,不仅不利于构建预测模型,且带来的过拟合问题会降低模型预测可靠性。为了减少预测指标数量,提升预测模型可用性,降低预测模型过拟合影响,构建具有可解释性的2种交通流稳定性系数以简化指标集,分别为纵向交通流稳定系数和横向交通流稳定系数。采集西安市G3001高速公路交通事故与交通流历史数据,选用支持向量机、随机森林、Logistic回归模型,分别构建高速公路交通事故实时风险预测模型。通过改进的GI指数评估交通流稳定性系数的显著性,以检验其有效性;通过指标集在训练与测试数据中的预测精度、AUC值差异评估交通流稳定性系数对降低预测模型过拟合的作用,并通过训练耗时评估模型的计算效率,以检验新方法的可靠性。研究结果表明：2种交通流稳定性系数对应的改进GI指数分别为0.952和0.922,显著大于其他受试指标,与交通事故实时风险显著相关。在3种预测模型中,包含2种交通流稳定性系数的简化指标集在训练和测试数据中的预测精度分别为91.1%和90.5%,与完整指标集相近。2种指标集在训练与测试数据中的平均预测精度差异分别为0.69%和4.87%;平均AUC值差异分别为1.61%和5.87%;平均训练时间下降了15.2%。交通流稳定性系数大幅提高了预测模型的可靠性,同时显著提升了模型的计算效率。     

摆推水翼的水动力分析及试验研究

采用非定常涡格法对摆推水翼进行了势流数值分析并进行了相关试验研究.在数值计算中采用了动态物面和尾涡面的边界条件,选择了两种不同的算例进行数值计算,并将数值计算结果与理论与试验结果进行了对比分析.     

操纵运动潜艇水动力计算研究

采用FLUENT软件对一模型艇在不同漂角下运动的升沉力系数和表面压力分布进行计算,验证了该软件解决此类问题的有效性。在此基础上,对作操纵运动的潜艇主体和带附体的全艇体,在一定攻角和漂角下的垂向力、俯仰力矩和横向力、纵倾力矩进行计算,取得了工程上较为满意、实用的精度,为解决潜艇操纵运动水动力预报的困难做出了有益的探索。     

漫谈舰船计算流体力学(CFD)实用化

舰船计算流体力学(CFD)理论性、实用性都很强,其自身特别是应用推广,都处于发展的过程中,但成熟程度尚不能令人满意。文章针对目前舰船计算流体力学推广应用相关的一些问题进行论述,并提供一些信息和建议。     

单体复合船型纵向运动幅频响应函数计算的两种粘性修正方法

对单体复合船型纵向运动幅频响应函数计算的两种修正方法进行了比较。分别采用横向流理论方法和RANS方程数值计算方法,计算了单体复合船型的水动力修正系数,应用STF法对舰船的纵向运动进行了预报,并将预报结果和模型试验值进行了比较分析。结果表明,两种方法都能在一定程度上反映组合附体的减摇效果,可用于单体复合船型的运动预报。其中,基于RANS方程数值计算方法预报精度较高,具有良好的工程应用价值。     

面向AUV自主回收的拖曳装置水动力特性研究

本文根据无人水面艇(USV)回收自主水下机器人AUV需求,设计了一款V型拖曳装置(V型翼)。通过STAR-CCM+流体仿真分析软件,在航速3 kn情况下,采用空间拘束法求解了V型翼的部分水动力系数,建立了V型翼水动力模型,并进行运动稳定性分析。外场试验数据分析结果显示,稳定拖曳状态下,舵角和V型翼纵倾角具有响应关系,对其进行公式推导,将计算值与实测数据进行对比,两者吻合程度较好。