调谐多液柱阻尼器对浮式风机基础的减摇特性研究

建立调谐多液柱阻尼器(TLMCD)与浮式基础的缩尺模型,在水池内开展试验,研究规则波激励下TLMCD对浮式基础纵摇运动响应的控制效果;同时利用OpenFOAM建立数值模型并进行验证,从流场、水动力载荷、浮体运动姿态和阻尼力做功等方面,分析TLMCD与浮式基础耦合的作用机理。结果表明:TLMCD在共振激励下的减摇效果最佳,2%质量比的液体可以降低浮体在共振激励下最大纵摇响应的10.84%~18.53%,在0.9<T/T0<1.1范围内TLMCD能实现至少7.32%以上的减摇效果;共振条件下液舱晃荡产生的水动力做正功的时间占比为89.52%,液柱内液体的晃荡周期性为浮体提供反向的阻尼力矩。

调谐液体阻尼器对多层多模态平台结构的运动控制研究

基于双向流固耦合理论,建立了调谐液体阻尼器(tuned liquid damper,TLD)与多层多模态平台结构的数值模型,系统性研究TLD减振频率和安装高度对多层结构前两阶共振模态的影响,通过数值方法将阻尼力做功定量化,结合晃荡波、平台运动的相位延滞关系,分析TLD对多层多模态平台结构的阻尼特性。研究表明,TLD不同安装位置的控制效果与结构对应模态的最大振型相关,晃荡过程中产生的倍频激励可拓宽TLD的减振频带。此外,保持2%的质量比不变,多TLD联合减振系统对多层结构的减振效果更为稳定,无局部负面激励,两个共振点处的平均减振率均高于其他方案。

高速滑行艇喷溅特性研究方法

为了研究高速滑行艇喷溅特性,基于商业CFD软件FINE/MARINE开展了三维滑行艇模型三自由度运动性能的实时数值预报,完成了航速V=2～7 m/s,重心距离艇尾38.1%L、35.1%L共计12种工况下滑行艇的水动力特性、运动性能与航速之间关系的计算,并与试验数据进行了对比,二者吻合良好。将艇体表面的流体特征信息(速度场、压力场和水气体积分数等)导入自编的后处理程序,对艇体节点空间坐标重新生成非结构网格,给定喷溅的判断条件,自动识别和处理艇体喷溅区形状及喷溅阻力构成,论文提出的喷溅处理方法为揭示高速滑行艇喷溅流动内部机理及防飞溅结构形式设计奠定了基础。

基于Fine／Marine的钝体滑行艇水动力性能的数值模拟

为了研究钝体滑行艇水动力性能和瞬态流场变化，基于Fine／Marine软件对3种不同形式的钝体滑行艇，在静水约束模式，纵倾角τ=3．0°，航速V=2．0m／s，钝体横向斜升角β=5°、10°、15°、20°共12种工况下，开展了钝体滑行艇三维数值模拟。计算收敛后，导出升阻力、周围瞬态流场变化、底部水相和压力分布等相关参数，结果表明，Fine／Matin软件模拟水动力特性是可行的，且内凹斜升型减阻效果最好，为后续滑行艇减阻方案设计提供参考依据。

棱柱型滑行艇喷溅特性研究方法

为了研究滑行艇喷溅现象,本文基于CFD软件FINE/MARINE开展了棱柱型滑行艇不同底部横向斜升角和不同航速下的数值模拟。将艇体表面的流体特征信息(速度场、压力场和水气体积分数等)导入自编程后处理程序,程序对艇体节点空间坐标重新生成非结构网格,给定喷溅的判断条件,自动识别和处理艇体喷溅区形状及喷溅阻力(包括喷溅摩擦阻力和喷溅压阻力)。研究结果表明:本文提出的喷溅处理方法可以较好地处理自由面破碎、飞溅等强非线性引起的高性能船舶阻力增量问题,为揭示高速滑行艇喷溅内部机理及防飞溅结构形式奠定基础。

钝体滑行艇喷溅阻力计算方法研究

基于计算流体力学软件FINE/Marine对钝体滑行艇喷溅阻力特性进行了研究.对底部为直线、外凸和内凹斜升型3种钝体在静水约束模式下,取纵倾角τ=3. 0°,航速V=2. 0 m/s,横向斜升角β分别为5°、10°、15°、20°时,进行了水动力性能数值计算和分析.通过编写喷溅区域参数的后处理程序,对喷溅区节点进行网格重构,得到不同横向斜升角下钝体喷溅面积和喷溅阻力.

分层流调频液体阻尼器对弹性支撑平台的振动控制试验研究

基于6自由度运动模拟平台,研究了分层流调频液体阻尼器(LTLD)在不同外激励振幅、分层流体积比和深长比条件下对弹性支撑平台结构振动的控制效果,分析了该阻尼器的表面波和界面波在不同振幅、频率和分层流体积比下的晃荡特性。研究表明:界面波形成的剪切层耗散了流体运动的能量,使小振幅激励下的LTLD阻尼性能优于传统的调频液体阻尼器(TLD),耦合系统的最大水平位移从21.03 mm降低到了19.92 mm,振动控制性能提升了5.28%,基频漂移降低了27.78%;在Ro=0.5时,LTLD在稳态阶段激发的界面波运动频率与解析解吻合,出现第二减振频率点。