迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析

基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hulls,SWATH)迎浪规则波中纵向运动及波浪载荷的非线性特性研究.通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了文中方法的有效性;在此基础上,较为系统地分析了SWATH船的垂荡及纵摇运动响应、垂向加速度和波浪载荷的一阶及二阶量随入射波高的变化规律,指出SWATH船的运动响应及载荷与波高存在非线性的关系,尤其体现在响应共振区附近;相比于船体垂荡和纵摇运动,垂向加速度及波浪载荷的非线性特性更为显著.     

破片高速侵彻防护液舱剩余特性研究

为探讨破片高速侵彻液舱后的剩余特性,通过弹道试验,并结合有限元分析软件Ansys/Ls-Dyna,比较破片侵彻垂直和倾斜液舱后的瞬时余速和运动轨迹.试验结果表明:破片穿透液舱前板初期,会产生空泡和射流,空泡大小和射流强度与破片入水初速有关,而空泡形状和射流方向则受液舱的倾斜角度影响;破片穿透液舱前板后,在水中的运动轨迹会发生偏转,偏转方向与破片入水初速有关.     

西沙群岛珊瑚砂运动特性试验研究

珊瑚砂具有颗粒密度较大、孔隙率较高、干密度较小、压缩性较高等物理特性。其形成过程相对短暂,搬运距离有限,珊瑚砂磨圆度较低,颗粒形态差异明显,颗粒之间有效接触面积较小,粘着力较低。这些特性决定了珊瑚砂在动力作用下易于起动搬运的运动特征。文章对西沙群岛珊瑚砂的比重、孔隙率、休止角和渗透性等物理性质以及水流、波浪作用下的起动特性进行了试验测定,试验结果也表明了珊瑚砂起动特性符合目前经验公式计算值。     

GPS在航潮位测量中的关键技术研究

在传统潮位测量方法缺陷分析的基础上,提出了在航潮位测量思想。为了获得高精度的在航潮位测量成果,对利用GPS RTK/PPK技术进行潮位测量和数据处理中的关键问题进行了深入的讨论。这些关键问题主要有姿态改正、GPS高程质量控制、垂直基准转换、基于信号的在航潮位提取。在姿态改正中,详细的给出了姿态改正的计算模型;对于GPS RTK/PPK高程数据存在的异常的问题,给出了Kalman滤波以及Heave修正的方法;为使GPS在航潮位研究实用化,对验潮中垂直基准的转换问题进行了深入的研究和讨论,最后给出了无缝垂直基准的概念和转换思想;利用信号处理理论,基于Butterworth滤波器,提取出了潮位,并将GPS潮位与潮位站潮位进行了比较,获得了理想的结果。     

曹妃甸港区规划测量水位控制的探讨

唐山港曹妃甸港区规划工程测量项目,测量范围东起大清河口(捞鱼尖),西至南堡西侧,向南测量至-20 m等深线附近水域,其岸线长达61 km,测量面积达到1 148 km<'2>,是一项超大型的测量工程.结合曹妃甸港区规划工程测量,主要阐述如何对临时水位站进行布设,以及如何解决曹妃甸理论最低潮面与当地理论最低潮面的转换关系.     

一年潮流数据的调和分析研究

对一年潮流实测数据进行了调和分析试验研究。通过对实测数据和模型残差的频谱分析,验证了调和分析模型及其结果的正确性,并在理论上对模型残差的组成进行了分析,由结果可知,短期气象因素和季节性变化异常是造成调和分析模型偏差的主要因素,且该偏差可能具有较大量级。     

钦州湾围滩工程前后潮流场的数值模拟

基于双时间层的有限差分方法(ADI),建立了水深平均二维浅水潮流数学模型,采用逆风格式和追赶法求解二维浅水方程,通过建立钦州湾二维潮流数值模型重现钦州湾的潮位和潮流变化状况。模拟结果与同步进行的岸边潮位及海上潮流的观测值校验结果表明,实测潮位资料与对应时间的计算结果吻合良好,实测潮流与对应时间的计算结果十分接近。模拟计算结果真实地反映钦州湾的潮位变化和潮流运动状况。钦州湾围滩工程实施前后的潮流场数值模拟研究结果表明该工程建设不会对海域水动力学条件产生较大影响。     

武汉市过长江交通流量特征分析

武汉市过长江交通是武汉市最主要的交通流向之一。根据流量观测数据分析长江交通流量特征,表明武汉市区过长江交通饱和,交通需求总量大,出行目的种类多。过长江交通没有明显、固定的高峰日和高峰小时,除通勤交通外。还有公务等大量非通勤交通。其中武昌与汉口之间交通是主流向,需要适当新增通道缓解过江难问题。     

高速航行体的自然超空泡流阻力特性研究

利用Fluent6.2对水下带圆盘空化器高速航行体的自然超空泡流动进行了数值模拟,计算分析了超空泡高速航行体的阻力特性,研究了空化器直径、航行体长细比对航行体超空泡减阻效果的影响,分析了高速航行体的超空泡减阻率。结果表明,超空泡形态下随着航行体速度衰减,航行体压差阻力系数缓慢减小,粘性阻力系数迅速增大,航行体的总阻力系数增加;航行体阻力系数与头部空化器直径的平方成反比;增加航行体的长细比,可以获得更小的阻力系数;高速航行体的超空泡减阻率可达95%以上。最后将仿真计算结果与水靶道试验进行了对比,二者基本相符。     

喷水推进器空化监测技术研究

由于喷水推进船良好的快速性、机动性、高效率和低噪声,喷水推进技术在现代舰船上的应用越来越广泛.但喷水推进器在运行过程中容易进入空化区,影响其推进性能和使用寿命.建立空化监测系统是目前解决这一问题最有效的方法.喷水推进器的空化特性同螺旋桨的有较大差异,目前尚未进行深入的研究.本文分析了喷水推进器的空化特性,阐述了其空化监测的机理,建立了空化监测系统,对喷水推进器空化监测技术进行了研究.空化监测的关键在于选择合适的空化监测参数,选取适当的测量位置,以及采用有效的信号分析处理方法来进行空化特征的提取.