航行姿态对船底气层稳定性影响的数值研究

为揭示气泡船不同航行姿态下的气层稳定性,采用RANS方程与VOF模型相结合的方法,构建了大型平底气泡船粘性流场数值计算模型,并对该模型进行了验证。分析了航行横倾角、航行纵倾角对气泡船凹槽中气层形态及稳定性的影响,数值研究结果表明,凹槽深度与宽度之比为h/B时,存在一个临界横倾值arctan(h/B),当横倾角小于该值时可形成稳定的船底气层;横倾角大于该值时船底气层出现破碎现象,且横倾增加,破碎现象加重;较大的船体尾倾角会使气层发生破碎,对气层的稳定性不利,在航行过程中应尽量避免。     

疏水表面流体流动特性的格子Boltzmann方法模拟

采用格子Boltzmann方法研究了微形貌对固体表面润湿性的影响,在此基础上进一步模拟了具有微形貌的疏水表面通道内的流体流动,从法向速度、剪应力、滑移速度等角度分析了疏水表面的流场特性,揭示了疏水表面滑移流动的产生机制。结果表明,疏水表面的滑移流动是由低表面能作用和微形貌共同引起的。具有微形貌的疏水表面比光滑疏水表面具有更好的减阻效果,原因在于微形貌能够驻留气体,形成的气液自由剪切面加剧了疏水表面的滑移流动,最大滑移速度可以达到主流平均速度的50%左右。     

船舶空气润滑减阻系统风险分析

空气润滑减阻技术可以有效降低船舶阻力，提升船舶的设计能效指数。该技术在国内船舶建造领域已有实际应用。如何将空气润滑减阻系统应用船舶上，需要考虑该系统与船舶现有布置、系统之间的兼容性、安全性、公约规范的合规性。通过对空气润滑减阻系统的分析，识别出相应的风险点，并提供合理的解决方式，避免了设计方案不合规而造成的后续设计修改。     

船舶减阻技术方法综述

快速性是船舶航行的重要性能之一，新型减阻技术不断被提出推动了船舶快速性的发展。从船舶阻力原理出发，对国内外船舶减阻技术展开分析，指出当前主流研究方向为空气减阻、仿生超疏水减阻、附体减阻以及断级减阻技术；针对这4种减阻技术探究影响减阻效果的主要因素，总结当前减阻技术中存在的问题；并介绍船体加热-超声协同减阻和网状射流等新型减阻技术，对未来减阻技术的发展进行展望，为船舶减阻技术的进一步研究提供借鉴。     

O型套环对圆柱结构气动力和干索驰振影响的试验

圆柱类结构在土木工程领域应用十分广泛，其风荷载和风致振动一直是研究和设计十分关注的问题。根据圆柱结构风致振动的机理，提出了O型套环这种被动式的三维气动措施，并对其减阻抑振效果进行了全面研究。通过风洞内的天平测力和干索驰振试验，研究了O型套环的几何参数(间距、宽度和厚度)对气动力和干索驰振的影响规律，并对减阻抑振机理进行了分析。研究结果表明：同标准圆柱类似，套环圆柱的平均阻力系数和雷诺数密切相关；当雷诺数小于3.0×10⁵时，套环圆柱的平均阻力系数小于标准圆柱的结果，最大减阻率为29.5%;当雷诺数大于3.0×10⁵时，套环圆柱的平均阻力系数大于标准圆柱的结果，最大增阻率为36.4%;标准圆柱和套环圆柱均会在高风速区间发生干索驰振，套环间距越小、宽度越大、厚度越小，对干索驰振的抑制效果越好；在亚临界区，套环圆柱可以减小阻力，原因是圆柱安装套环后，尾流宽度变窄，旋涡形成区变长，流场呈现三维特征；在临界区，套环圆柱会增大阻力，一定程度上可将套环视为对流场的扰动，加剧层流向湍流的转捩；套环圆柱对干索驰振的抑制和加剧与套环圆柱在临界区增阻的机理相似。     

断阶构型对超高速气动增升船减阻效果的影响

为充分了解超高速气动增升船的断阶构型参数对其减阻作用的影响，基于计算流体动力学（CFD）软件分析不同断阶纵向位置和断阶高度下的船体阻力、纵倾和升沉。计算结果表明：在一定范围内将断阶后置，可减小船舶的航行阻力，但船体纵倾会增大；断阶高度对船体运动阻力的影响，在低速段与高速段表现出截然相反的相关性关系，系列阻力曲线约在船宽弗汝德数FrB=4.0的航速下交会，在此之后，阻力随着断阶高度的增大而迅速减小，而低速阻力随断阶高度的增大而增大。     

新型冰区船舶涂料的现状研究及发展方向

极地船舶需求增长空间广阔，全球航运市场对于冰区航线的兴趣持续增长。对在冰区航行船舶的船壳水下部分的涂层也有了更高的要求。文章介绍了新型冰区船舶涂料的技术研究方向，为冰区航行船舶船壳水下部分提供坚强的保护，同时还可以帮助冰区船舶更好地提高能效，减少CO₂排放。     

某皮卡车型气动阻力CFD仿真优化

某改款皮卡的气动阻力不满足新阶段燃油经济性目标要求，为此建立全尺寸细节的整车外流场有限元模型，运用CFD (Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)对其气动阻力进行分析及优化。优化后发现，前轮阻风板和机舱下护板具有较好的降阻效果，在车速100 km/h时可以降低气动阻力约31.7 N，并且通过实车道路滑行试验验证了实际降阻效果。基于验证模型，分析尾部扰流装置、货箱尾门高度和货箱侧翼板对气动阻力的影响，为下一代皮卡车型的气动阻力性能开发提供参考。