基于CFD的带呆木船舶尾部流场分析

为了研究船舶呆木附近流场特性,本文采用计算流体力学方法研究了一艘带呆木的船舶尾部流场。数值仿真首先分析了直航状态下的尾部呆木压力分布和呆木泄出涡形态,然后分析了回转状态下的泄出涡特征。研究表明呆木末端是全船压力最低点,在高速直航时有明显的泄出涡产生,而回转状态下泄出涡大幅减弱或消失。船舶直航时呆木泄出涡存在空化的可能,在船舶设计中不能忽略。     

图解法预报悬跨管道涡激振动响应

利用水动力经验模型,用简易的图解法预报不同功能载荷和边界条件下的深水悬跨管道涡激振动响应频率和振幅.分析内流流速、阻尼和管土耦合作用等因素对涡激振动响应及锁定范围的影响.指出对于低流速内流,特别是有效张力比较大的时候,内流流速对结构固有频率影响很小;管土耦合边界对悬跨振动响应的主要作用在于减小结构固有频率和提高阻尼,有利于减少疲劳累积损伤预报值.     

系统识别法在双自由度涡激振动试验研究中应用(英文)

采用系统识别的方法对双自由度圆柱体的涡激振动特性进行了分析研究.试验是在美国麻省理工大学开展,在得到的圆柱体涡激振动轨迹中,由于受到试验条件的影响,如自由液面和水池池底,得到的轨迹并非对称的"8字形".因此首先对原始试验结果进行了分解,得到其傅里叶级数展开形式,然后采用了系统识别的方法对其进行分解,分别得到对称和非对称的试验结果,并认为对称的结果为理想或深海条件下圆柱体的涡激振动轨迹,而在自由液面和水池池底等其他因数的干扰下,产生了非对称的试验结果.     

防城港陆域形成护岸结构设计探讨

在港口及海岸工程中,陆域形成的护岸结构在折角弯曲段内存在波能集中.对理论计算与模型试验结果进行比较,达到优化弯曲段内护岸胸墙及护面块体的目的,供类似工程设计参考.     

Spar平台涡激运动的数值模拟

涡激运动对Spar平台的安全性影响已越来越受到重视。文中采用基于粘性流的CFD方法,对海流作用下Spar平台的涡激运动特性开展研究:确定了Spar平台涡激运动的数值分析方法、绘制合理的网格,研究Spar平台横荡、纵荡响应以及平台在水平面内的运动轨迹特点,以及平台运动与漩涡脱落之间的关系;揭示了平台涡激运动随时间变化的发展规律,为下一步提出抑制Spar平台涡激运动的措施提供重要思路。该项研究成果将为开展Spar平台三维涡激响应分析提供一定的参考。     

整流罩对深海立管水动力影响的数值模拟研究

应用CFD大涡模拟方法,对附有整流罩的深海立管的水动力影响效果进行了三维数值模拟。对不同的弦厚比在雷诺数分别为3 900、10 000和20 000条件下进行模拟分析,得到立管后方阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数及其频谱等特性。模拟结果表明:整流罩对立管升力和阻力有明显的抑制效果,相较于光滑立管,阻力系数均值降幅最大达到24.1%,升力系数均方根值降幅最大达到81.1%。阻力系数均值随弦厚比的增加先减小后趋于平稳升力系数均方根值随弦厚比的增加而增加。对比结果显示,弦厚比为1.2~1.6时,整流罩对立管的升力和阻力抑制效果较好。     

海底多段悬跨管道涡激振动特性分析

深海海底多跨管道相比于单跨,其涡激振动行为却更为复杂。文章考虑了两端跨肩和中间支撑处的管—土作用边界条件,提出了多跨管道涡激振动预报模型,标定了模型参数,并重点分析了跨肩边界条件、中间支撑条件和悬跨长度对管道涡激振动特性的影响。结果表明:较大的两端边界处扭转弹簧弹性系数、较大的中间支撑处扭转和拉伸弹簧弹性系数和较短的悬跨长度,会限制管道结构高阶模态的激发,同时还发现了振动能量会在相邻管跨之间传递的现象。     

新型FDPSO涡激运动试验研究

以一座工作水深为1500m的新型深吃水变截面多立柱式FDPSO为研究对象,对其在300m等效截断水深锚泊系统系泊时的涡激运动特性开展了模型试验研究.模型试验在上海交通大学海洋工程国家重点实验中进行,缩尺比取为1:80.本文重点对不同工况下平台的横向涡激运动、响应谱和运动轨迹进行了系统性研究.研究结果表明:平台的横向运动频率未出现典型"锁定"现象,而是一直保持在接近固有横荡频率的范围内;同一流向下,平台纵向运动的平衡位置与最大振幅均随着折合速度的增加而增加.与其他经典平台相比,本文新型FDPSO最大横荡振幅值随折合速度的变化呈现不同的趋势.随着折合速度的增加,横荡运动的最大振幅与标称振幅之间的差值增大.     

开孔分布对空腔流动特性的分析

开孔分布是影响空腔流动的一个重要因素。为了对开孔空腔流动有更深的认识,采用大涡模拟(LES)的方法,以Suboff艇体母线建立二维模型,研究4种开孔分布对空腔流动阻力,频谱特性及内外流交换的影响。对计算结果的分析表明,由于艇体表面的压力分布不同,孔附近产生纵向压力差,促使空腔内外流动交换,增加主艇体首尾压差阻力,进而使得总阻力增大。计算结果表明艇体阻力增加与内外流交换的密切相关,开孔位于中部时总阻力增量最小,内外流增量最小,开孔均匀分布时引起内外流流动交换剧烈,阻力增量最大,而且开孔引起总阻力波动幅值增加,频率分布特性发生相应的改变,开孔使得大幅波动频带变宽,可以预测噪声强度增加,频带变宽。     

0.5 mN·m～10 N·m气浮式扭矩标准机关键技术的设计与实现

为了解决各工业领域中微小扭矩传感器难以校准的问题,填补国内微小扭矩计量溯源的空白,研制了0.5 m N·m～10 N·m气浮式扭矩标准机。该装置采用静重式砝码加载方式,并结合全自动控制模式,减少了因砝码产生的误差。此外,装置采用气浮轴承作为支承,并对其进行了测试,满足性能要求。同时,通过对因瓦合金钢材质的标准力臂进行结构设计,有效控制了长度造成的误差,从而在很大程度上提高了装置的准确度。试验结果表明,这些关键技术保证了装置的可靠性与精密性,为微小扭矩的计量校准提供了保障。