圆柱及其组合体水动力与涡激振动计算

本文对圆柱及其组合体在海洋中运动所受定常阻力、振动附加阻力、波激力和涡激力等给出了经验公式,特别对于组合体涡激共振情况,给出了振幅估算方法。根据文中公式和计算方法,对一水下装置进行了自由振动、涡激振动和各种流体作用力与结构应力的计算,发现该装置可能在1.5m/s的低速发生强烈的涡激振动.导致装置疲劳损坏或不能正常使用,而高速下流体阻力和波浪力则是结构破坏的主要原因。

平头旋转壳撞水水弹性效应的研究

本文首次用严格满足流体力学、弹性力学和定解条件的数值方法来研究平头壳体撞水水弹性效应。 本文给出的这些方程的离散化形式特别适合于用计算机求解。文中列举的示范性计算中,其数值解与实测结果作了比较,说明本文解法有高的精度。 本文精确地揭示了壳体瞬态响应的详细特征,获得了壳体和流体早期运动的完整图象。

基于LBM方法的圆盘等速入水空泡的数值模拟

采用单相格子Boltzmann模型进行了物体垂直入水问题的研究。该模型适用于大密度比的气液两相流动,其特点是忽略了系统中气相对液相的动力学影响。模拟了圆盘垂直等速入水过程,给出了入水过程中空泡与自由面的变化规律,研究了圆盘入水空泡相对闭合深度与Froude数之间的关系。数值模拟结果与相关的实验结果吻合良好,验证了格子Boltzmann方法(LBM:Lattice Boltzmann Method)模拟物体入水问题的可行性。

带有复合结构的多层隔振系统振动传递及声辐射研究

本文将船体结构与安装在其上的设备和周围水介质合在一起建立了一个数学物理模型，即研究具有机器──上层隔振器──带有粘弹性材料（阻尼处理）的筏架结构──下层隔振器──基座艇体──外流场的艇体振动及声辐射。首先，从复合结构与流体相互作用问题的有关混合边值问题出发，针对声波辐射特点，推导了一种广义形式的Hamilton原理及有限元形式的运动方程。在此基础上，分别推导了带有粘弹性材料的筏架结构和艇体与声学介质耦合的动力学运动方程式。进一步在阻尼处理面积及位置、上下层隔振器刚体变化、基座面板厚度变化等四个方面对浮筏隔振系统声场特性的影响作了详细计算及分析研究，得到了一系列具有工程应用价值的结论。

加肋旋转壳结构噪声声辐射水弹性研究

本文将修正的Helmholtz边界积分方程和结构有限元相结合,建立一种求解结构声辐射及物面动响应(包括物面法向速度和压力分布)的矩阵分析方法。对奇异积分采用级数展开并直接求其近似值的解析法。整个算法编制了计算程序。数值结果与试验结果两者吻合良好。应用此程序计算分析了加肋旋转壳(内有基座等结构)在多点简谐激振力作用下,不同结构阻尼比以及在基座面板减振器下方有无肘板等情况下壳体表面动响应及远场声压,得到了一些工程上有实用价值的结果。

带有复合结构的多层隔振系统振动传递及声辐射研究

本文将船体结构与安装在其上的设备和其周围水介质合在一起建立了一个数学物理模型，即研究具有机器－上层隔振器－带有粘弹性材料（阻尼处理）的筏架结构－下层隔振器－基座艇体──外流场的艇体振动及声辐射。首先，从复合结构与流体相互作用问题的有关混合边值问题出发，针对声波辐射特点，推导了一种广义形式的Hamilton原理及有限元形式的运动方程。在此基础上，分别推导了带有粘弹性材料的筏架结构和艇体与声学介质耦合的动力学运动方程式。进一步，在阻尼处理面积及位置、上下层隔振器刚度变化、基座面板厚度变化等四个方面对浮筏隔振系统声场特性的影响作了详细计算及分析研究，得到了一系列具有工程应用价值的结论。

平头旋转壳撞水水弹性实验的研究

制作一个钢质锥柱形平头旋转壳体,使用中国船舶科学研究中心的冲击水池,采用自由落体投放,拖长线测量方法,测定撞水压力、撞水加速度及撞水应变.由测值得出乎头旋转体入水的峰压与初速成正比关系,P=1.016+1.139υο,并实测出体现水弹性各参量关系的时程曲线.

平头旋转体撞水水弹性效应和气垫效应研究

本文采用一种严格满足流体动力学和弹性动力学以及初边值条件的数值方法研究了平头旋转体撞水水弹性效应。在数值计算中,分别在水域采用有限差分法,在水域采用特征线法。 如果不考虑气垫效应,撞水压力将不现实地过高。为此,本文精确地揭示了平头旋转壳体撞水过程中的气垫效应和壳体瞬态响应的细节,获得了壳体和流体早期运动的完整图象。计算结果与测试值吻合良好。

横摇非线性方程的研究

本文对横摇运动的非线性方程的求解引入两种方法:迦辽金法和Cell—to—Cell映射法。同时对迦辽金法求得的解进行了稳定分析。通过对“长江口交通补给船”在规则波的运动进行计算,并把结果与试验结果作了比较,总的说来还比较一致。

水下球壳振动的非线性声辐射

本文研究理想流体中薄质球壳受激振动辐射声波的非线性传播。非线性声场根据Ｋｅｌｌｙ和Ｎａｙｆｅｈ的重正化方法获得，考虑声载荷的球壳振动响应根据Ｊｕｎｇｅｒ等人的球函数展开法获得，本文将二者结合，分别计算球壳受不同频率和不同分布的外力激励所产生的振动响应、微波形成前的声波波形以及前两阶波（包括一阶、二阶谐波及和、差频波）随频率、距离、方向等的变化曲线，同时与线性理论比较，分析了非线性波的产生与传播规律。