粘性对船舶操纵运动水动力影响的探讨

船舶操纵运动水动力学理论计算研究，一直受到广泛重视，但现有的方法都示达到的实用阶段，本文提出了考虑边界层排挤厚度影响的等价船体法和计及分离涡影响的粘性损失法，旨在分析结果对船舶操纵运动水动力的影响，对充实和完善船舶操纵运动水动力的理论计算方法作了一些探讨。     

人工岛工程建设对海洋环境影响的数值分析方法探讨

利用数值模拟技术在人工岛工程开展之前。对工程所造成的周围海域的影响进行评估与预测，对于减少工程的环境因素负面影响和工程的失误具有重要的意义。本文对利用数值模拟方法去分析人工岛建设过程及工程完成后对海洋环境影响进行预测与评估的基本思路与方法、现有数值方法的特点进行讨论与分析。     

液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析

采用光滑粒子水动力学法( SPH)对二维晃荡问题进行了计算和分析.研究了“I”型和“T”型2种结构形式对矩形液舱内液体晃荡的抑制效果.通过对不同隔板尺寸的对比研究,得到了隔板高度和宽度对晃荡的影响作用.数值分析结果表明,“I”型和“T”型种防晃结构在高度为水深的60％～80％时具有很好的防晃效果.对于“T”型防晃结构,...     

光滑质点流体动力学(SPH)及其算法特性

基于Lagrange观点的无网格方法计算是建立在一群可移动的自适应性的质点基础之上,对特大变形区域和自由表面的捕捉有着较高的精度.光滑质点流体动力学(SPH)是无网格方法的一种,本文阐述其理论基础和计算方法,主要包括:SPH的基本概念、核近似和粒子近似的基本原理,核函数的构造方法、SPH形式的流体运动方程、边界处理方法和数值算例等多方面内容.研究工作在了解SPH方法的理论特点和潜在优势的同时,也为相关问题的深入研究和改进奠定了理论和算法基础.     

Experimental investigation on hydrodynamics of floating cylinder in oscillatory and steady flows by forced oscillation test

In this paper the hydrodynamic characteristics of a floating cylinder are investigated via forced oscillation experiments in towing tank. The effects of Keulegan–Carpenter number, Reynolds number, reduced velocity and overtopping on hydrodynamics of the floating cylinder in oscillatory and steady flow are studied. The results show a considerably difference of the hydrodynamic characters between the floating and the fully immerged cylinders due to the influences of free surface. The growth of the reduced velocity, a proven notable effect on hydrodynamics, will lead to the increase of added mass coefficient and the decrease of drag coefficient. Meanwhile the overtopping, a particular phenomenon for the floating cylinder, render the added mass coefficients reach up to 3.6 while for the drag coefficient small influences were made.     

潜艇操纵水动力数值预报网格与湍流模型选取研究

针对采用计算流体力学(CFD)数值方法预报潜艇操纵水动力中,网格划分和湍流模型选择的问题。以SUBO)FF潜艇模型为对象,对不同网格分辨率的模型进行了水动力计算,对网格的收敛性进行了研究,采用五种不同湍流模型,计算得到了不同漂角下潜艇所受水动力,并和试验结果进行了比较。研究结果表明,在采用CFD数值方法预报潜艇操纵水动力时,纵向力对网格分辨率有较高要求,而侧向力和力矩对网格分辨率要求较低,在湍流模型选择上,采用标准k-ω湍流模型能够获得与试验结果更相符合的计算结果,是目前硬件条件下潜艇水动力CFD预报比较合适的一种湍流模型。     

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。     

潜艇类组合体之位势流计算法

对绕任意形状三维物体位势流的计算,近二十年来,人们已经发展了一些成功的方法,其多数属于面元法。由于我们感兴趣的物体,其外形的极端复杂性,所以用现有这些方法来解决其绕流问题,要求有相当大内存的计算机,且计算时间过长。本文针对潜艇一类具有近似旋成体的外形特点,当选定旋成体作为参考物体后,则整个计算过程可分解为: (1)求解参考体的位势绕流问题。由于其轴对称性,所以可应用线元法求解。 (2)考虑真实物体与参考物体的差别,可应用FFT算法求解。 (3)计算指挥台与真实物体的相互影响时,用参考物体代替真实物体,同样可应用FFT算法求解。 (4)计算尾舵的绕流问题时,类似于指挥台一样处理。 这样,计算机的存储量和计算时间都将大大降低。 六十年代以来,随着高速数字电子计算机的飞跃进步,对于绕任意形状三维物体的位流计算,已发展了不少成熟的方法。但用它们来计算飞机、潜艇这类组合体的绕流问题,都要求有相当大内存的计算机,且计算工作量也过大。本文针对潜艇一类近似旋成体的组合体问题,根据其外形特点,利用“部件干扰”的思想,在不降低精度的情况下,通过采用Fourier分析方法,给出了一种工作量较少,同时降低了对计算机容量要求的简单实用的计算方法。     

飞龙岛大桥施工阶段抗风性能分析

文章依据规范确定飞龙岛大桥桥位处的抗风设计参数,对主桥最大单悬臂施工状态的动力特性进行了分析,确定了主梁的三分力系数取值,并通过风荷载计算与静风稳定性数值分析,验证了该桥在施工阶段的抗风性能。     

Wave impact underneath horizontal decks

The problem of water impact on a fixed horizontal platform deck from regular incident waves was studied. Two-dimensional potential flow was assumed, and the resulting boundary-value problem was solved by three alternative numerical methods, a method based on a generalization of the impact theory by Wagner, and two different nonlinear boundary-element methods. The Wagner-based method used a von Karman approach during the water exit phase, i.e., when the wetted surface decreases. Experiments of the impact on an idealized platform deck have been performed to validate the theory. Comparisons show that the Wagner-based method yields good results for the water entry phase, when the wetted deck area increases, but poor results when the wetted area diminishes. The boundary-element methods compare well with experiments for the entire impact process. A Kutta condition is necessary at the aft body–free surface intersection during water exit and when the flow separates from the aft edge. Gravity effects matter for the water exit phase.