自由状态冰对螺旋桨水动力性能的影响

为了研究自由状态冰条件下的冰桨非接触干扰,本文采用重叠网格与流体-固体相互作用方法分别对冰桨非接触模型中冰块位移以及螺旋桨水动力性能进行了模拟,与实验结果的对比证明了该方法的可行性。研究发现:自由状态冰后面存在“加速区”与“阻塞区”,随着冰块的靠近,阻塞区对螺旋桨的影响增大;随进速系数的增加,螺旋桨的推力系数和扭矩系数都会下降。

船模碎冰阻力实验设计

教学实验是教学中理论与实践结合的重要环节,船模阻力实验是研究船舶阻力重要的手段。目前,随着国际形势与极地气候的变化,极地地区的资源、航道、科研价值日益受到重视。破冰船与冰区加强船是极地开发的基础,而极地海域常年被海冰覆盖,因此碎冰阻力的相关研究愈发重要。当前教科书中对碎冰阻力涉及过少,缺少相关理论实际结合内容。因此,在附加阻力教学中,增加船模碎冰阻力实验,加强学生对碎冰阻力的认知。

浮冰群在波浪作用下纵向运动规律的试验研究

采用石蜡非冻结模型冰,通过试验模拟真实冰况中浮冰尺寸分布,对浮冰群在不同波长规则波中的运动响应进行了测量,总结了其纵向及垂荡运动响应规律,并与孤立浮冰在波浪中的运动响应规律进行了对比.结果显示:浮冰群在波浪中的纵向运动表现出短波区间内不规则运动与长波区间内规则运动两种运动状态;不同尺寸浮冰的纵向运动响应参数未发现有规律性差异;浮冰群的纵向漂移平均速度随波长的增加先快速增长后逐渐减少并趋向于零;浮冰群的纵荡响应速度及位移幅值在短波区间振荡剧烈无法测量,在长波区间随波长的增加快速增大且位移幅值很快超过波高后缓慢减少,但持续大于波高;浮冰群的纵荡响应周期随波长的增加先略大于波浪周期后与波浪的周期近似重叠.

碎冰-波浪耦合作用下的船模增阻试验研究

为研究极地船舶在碎冰-波浪作用下的增阻性能和运动响应规律,采用半精炼颗粒状石蜡模型冰,研究迎浪工况下极地船舶的增阻随航速、冰密集度、波长、波高的变化规律,进一步探究联合作用下船舶的运动响应和阻力的变化规律.试验结果表明:在船-浪相互作用下,船模总阻力会增加,波浪增阻和船舶运动响应随波高和波长的增加而增加,并且在Fr=0.055附近会发生变化.船-冰-波浪三者作用时,波长和波高的变化对波浪阻力成分与浮冰阻力成分产生了相反变化,但整体还是体现出增加的趋势;在相同冰密集度条件下,在Fr=0.055附近区间,船舶的运动响应会达到最大.