扭曲舵空化起始航速分析

针对水面中高速舰船舵的空化问题,研究了普通舵和扭曲舵的空化特性,比较了两种舵的空化起始航速。通过CFD方法,对桨后舵水动力性能进行了数值计算,得到普通舵和扭曲舵的在各种工况、各种舵角条件下的压力分布特性,通过考查两种舵的压力分布特性,对普通舵和扭曲舵的空化起始航速进行了计算评估。结果显示:在各航速各舵角下,扭曲舵的压力降峰值比普通舵明显减小,可以大幅提高舵的空化起始航速,在舰船0舵角直航时,扭曲舵的空化起始航速可以提高5.9 kn。因此扭曲舵可以减小舵上空化剥蚀和振动,对舵的使用寿命和舰船的隐身性是有利的。

空泡螺旋桨诱导的双桨船脉动压力数值预报

为研究双桨船脉动压力的特点与计算方法.建立了一套双桨诱导的船体脉动压力的预报方法.方法可计入空泡的影响,并考虑左右螺旋桨之间的相位差对脉动压力计算的影响,形成船体脉动压力的分布云图,通过云图可以很好地分析脉动压力的变化规律.对计算结果与试验结果的误差进行了分析,结果证明,同时考虑双桨作用与只考虑单桨作用的计算结果有所不同,同时考虑双桨作用时,相位差的影响不能忽略,不同的相位差得到的计算结果有明显差别,越靠近船体内侧,相位差引起的幅值变化越大.相位差的影响还同双桨的距离有关系,距离越近相位差的影响越显著,随着双桨距离加大,相位差的影响减小.这可以部分解释脉动压力模型实验和实船测试中的一些现象,同时也提醒试验人员在进行双桨船脉动压力试验时,要注意双桨相位差的影响.

非空泡螺旋桨低频线谱噪声时域预报方法

针对非空泡螺旋桨的低频线谱噪声特点和数值处理方法,用基于速度势的面元法和噪声时域预报方法进行了研究.用面元法对非均匀流场中的螺旋桨非定常压力分布进行计算,将计算得到的压力时域信号输入到噪声积分方程中,可以得到螺旋桨诱导的噪声声压,该方法直接将噪声源分布在真实的螺旋桨表面而非螺旋桨的拱弧面,对噪声源和观测点的距离没有作任何近似,并可以考虑桨毂对噪声声压的影响.计算结果表明,在非空泡条件下,桨叶厚度、桨毂负荷和桨毂厚度引起的噪声声压非常小,对螺旋桨低频线谱噪声总声级的贡献可以忽略不计,高阶叶频声压级比一阶声压级明显低,一阶叶频声压级在桨轴方向上最大,在桨盘面方向最小.

基于面元法的潜艇螺旋桨低频线谱噪声预报方法

首先,用CFD方法计算得到潜艇尾部非均匀伴流场,并用面元法对非均匀流场中的螺旋桨非定常压力分布进行了计算,将潜艇伴流场的计算结果以及螺旋桨非定常力的计算结果与实验结果进行了比较,结果吻合较好;然后,将计算得到的压力分布时域信号输入到噪声积分方程中,计算出螺旋桨诱导的噪声声压,所得到伪噪声声压级与Seol的噪声声压级吻合很好。结果证明:该方法可真实考虑螺旋桨形状,对噪声源和观测点的距离没有作任何近似,计算速度快,为潜艇螺旋桨的噪声性能快速评估及优化提供了技术支撑。

拖曳水池船模阻力试验不确定度分析

为了提高拖曳水池船模试验精度和便于相互交流与比较,第22届和23届国际船模试验池会议(ITTC)都推荐世界各国水池在给出试验结果的同时,也给出试验结果的不确定度.文中给出一艘玻璃钢标准船模在江苏科技大学拖曳水池进行重复阻力试验的情况,采用了ITTC建议的不确定度估计方法,对该船模的船型因子(1+K)、湿面积(S)、傅汝德数(Fr)进行了不确定度分析,给出了分析结果.并且计算出在试验速度下各阻力系数Ci的偏差限、精度限和总不确定度,对试验结果进行了综合分析.

基于响应面的渔船球鼻艏参数分析及多航速自动优化

远洋金枪鱼围网渔船是一种中、高速的作业型船舶,加装球鼻艏并进行优化可以有效降低其兴波阻力。通过一种改造型值的球鼻艏变换方法,由球鼻艏的长度、宽度、高度及尖点高度参数直接生成用于CFD计算的船体型值,可以快速探讨球鼻艏对兴波阻力的影响。兴波阻力的计算采用Rankine源势流理论,运用试验设计方法生成球鼻艏参数对兴波阻力影响的响应面模型。该模型表明,各参数的影响是复杂且耦合的,难以呈现单调的规律性,且在不同航速下其影响规律也有差异。优化球鼻艏的过程选用结合响应面的快速优化方法,通过优化,发现传统的对单一设计航速的优化可能会出现在较低的服务航速下阻力增加的情形,而采用多个航速的阻力优化方法则在设计航速与服务航速下同时具有减阻节能效果。

双体船干扰阻力计算研究

根据给定的方艉双体船,用Fluent软件进行船舶阻力计算,通过不断调整双体船片体间距,分析片体间的干扰阻力与片体间距之间的关系,并且将CFD软件模拟结构与理论计算结果进行对比,结果证明,软件计算结果与理论计算结果吻合较好。

多水下机器人自航纵向编队的操纵运动数值模拟

针对现有的多水下机器人编队的水动力性能分析仅限无桨模型、定常航行的现象,无法解决真实编队螺旋桨滑流对水下机器人运动影响问题,本文提出采用离散螺旋桨的类物理数值方法,对多水下机器人自航编队的非定常操纵运动进行模拟。相对于无桨拖曳编队的领航者对追随者的吸力作用,自航编队表现出不同的相互作用:领航者对追随者有斥力作用,导致追随者阻力增加、速度降低、能耗增加、编队间距增加;此外,领航者的滑流会引起追随者产生周期性,时变的横滚力矩。该方法可用于分析多体耦合流场干扰,提高多体协同作业的安全性和能源预报精度。

多级船闸船舶过闸安全初探

根据葛洲坝船闸船舶过闸安全的经验教训,对多级船闸船舶过闸安全问题进行初步分析与探讨。

船型小样本结合近似模型的阻力性能优化

为实现在小样本数量下构造出应用于船型优化的高精度近似模型,提出一种基于敏感度分析的拉丁超立方的船型样本点选取方法。以Wigley船型构建兴波阻力的响应面模型为例,同以往的拉丁超立方、正交试验设计生成的船型小样本所构建的模型进行预报精度的对比。结果表明,该方法选取的船型小样本均布代表性较好,训练的近似模型精确度较高;相比单纯采用CFD技术直接进行优化,采用该方法构建的近似模型可进一步提升船型的优化效率和质量。

大型船舶在狭水道浅水域航行的水动力特性

为研究大型船舶在狭水道浅水域航行时的水动力特性,应用三维频域势流理论对某大型船舶在不同航速、不同水深吃水比下的附加质量力(力矩)进行计算。在此基础上,通过时域分析方法进一步计算船舶航行时船体在特定的风、浪、流的综合作用下富余水深随时间的变化曲线。最后,全面总结航速、水深对附加质量力(力矩)影响的变化规律,为大型船舶在狭水道浅水域中航行的水动力特性研究、最佳航速的选择以及航行安全等提供参考。

基于FLUENT的不同内部结构液舱晃荡抑制分析

船舶液舱晃荡是一种常见的流体运动现象,通常发生在部分充满液体的液舱中,诸多工程实际应用往往会涉及到液体晃荡问题;当液舱与船体运动发生耦合,将使船体运动加剧甚至倾覆,运用Fluent6.3模拟了液舱在不同内部结构下的液舱晃荡抑制效果,提出了晃荡在激励下的变化规律以及抑制晃荡的改进措施。

基于自适配通信环境的电子信息系统

传统电子信息系统网络通信存在延迟,为解决这一问题,提出基于自适配通信环境的电子信息系统。硬件设计方面,优化系统架构,将总体架构从上到下分为应用层、服务层、中间构件层以及基础资源层,在中间层中加入自适配通信环境中间件,优化通信接口。软件设计方面,优化电子信息抗干扰流程,使电子信息的合成场强达到最大值,建立电子信息调度集,压缩冗余数据特征,得到大规模存储分布空间结构,提高电子信息存储效率。实验结果表明,此次系统缩短了通信时延,提高了信息数据传输速率,通信性能要优于传统系统。

应用FLUENT软件优化船舶阻力性能

采用商业CFD计算软件FLUENT,粘性数值模拟绕一种复杂船型———带球鼻般艏和双艉的丰满船型的流动,通过流线显示辅助改进了船体外形,改善了船体的阻力性能.研究了船型改进前后艉部隧道中纵剖线所处平面的流线分布和船舶总的粘性阻力系数,结果表明改进后的船舶的摩擦阻力系数与ITTC阻力系数公式的计算结果自洽,验证了数值计算方法的正确性和有效性.

双体及三体船船舶尾浪的数值计算

采用近、远域结合的方法对深水条件下的双、三体船的尾浪进行了数值计算.近域兴波计算采用基于NURBS的高阶面元法,远域尾浪计算采用波谱函数法.以最大波高作为衡量标准,分析了片体间距对双体船尾浪的影响,及侧体排水量、主侧体纵横向间距等对三体船尾浪的影响.计算结果与部分试验结果的对比验证了该方法的可行性.该研究可为船舶尾浪对环境影响的评估及低尾浪船舶的设计提供一定的理论依据.

高速排水型船舶尾浪影响因素的数值研究

该文采用基于NURBS的高阶面元法与波谱函数法相结合的方法对高速排水型船舶的尾浪进行了数值计算,通过采用高阶面元法获取船舶近域波高,并对计算所得的有限波高数据进行波形分析获取波幅谱函数,从而求取较大范围的船舶尾浪。文中以最大波高作为判据,分析了船舶主尺度变化对船舶兴波及尾浪的影响,同时采用多判据的方法探讨了船型对船舶兴波和尾浪的影响。该文可为尾浪对环境影响的评估以及低尾浪船型的设计和优化提供相关参考。