大型供水泵站吸水池模型流场PIV测试

针对大型自来水系统使用的供水泵空蚀严重问题 ,结合北京自来水九厂的实际情况 ,按比例制造了吸水池模型 ,采用 PIV测量技术测量和分析了该吸水池中水流流态。根据试验结果分析了吸水池设计中来水管和水泵吸入管在布置上不对称 ,以及在低水位运行时淹没深度过小等问题对水泵空化性能产生的影响。为优化水泵空化性能 ,针对泵站吸水池的设计提出建议 :来水管和水泵吸入管在结构布置上要一一对应 ;

水泵进水池模型试验新方法研究

针对我国目前水泵进水池模型试验相似准则不明确 ,忽视观测水泵进口流态和吸水管内涡流强度等缺陷 ,提出了水泵进水池模型试验研究的新方法。开敞式水泵进水池模型试验按弗劳德数相似准则模拟。不带泵进行试验 ,模型比尺的选取应保证一定的进水池宽度、水深和吸水管直径 ,从而提高试验结果的可靠性。模型试验应重点检查进水池中是否出现有害的水面涡和水下涡 。

基于性能相似的浮式风力机水池模型试验叶片设计方法研究

大型海上浮式风力机在Froude相似环境下进行模型试验时,模型叶片因尺度效应影响难以满足推力要求.以一款6MW海上浮式风力机为例,介绍了一种设计模型叶片方法以满足水池模型试验要求.在Matlab中,利用模式搜索法优化工具包,结合美国可再生能源实验室(NREL)的全耦合软件FAST,借助广义动态尾流(GDW)理论重新设计了一款模型叶片,并对所设计的叶片进行了数值计算和CFD计算.计算结果能满足模型试验多种工况的推力要求,表明了该方法的可行性.

海洋工程数值水池基准模型水动力特性数值模拟研究

我国正自开展数值水池自主研发研究,需要确定一代表性平台模型作为基准检验试验及数值模拟研究对象.本文针对设计的半潜平台基准检验模型建立了数值模型,进行了作业、生存和拖航三种典型工况下的水动力特性预报,获得了平台水动力系数、波浪中运动响应传递函数、关键点加速度传递函数等.将运动响应计算结果与现有第六代半潜平台的运动响应数值模拟结果进行了对比,趋势一致,验证了该模型作为基准模型具有一定的合理性和先进性.

漂浮式垂直轴风机水池试验模型设计

为开展漂浮式垂直轴风机水池缩尺模型试验,以自主设计的5MW漂浮式垂直轴风机为原型,在满足几何相似、质量相似和傅汝德相似的基础上,设计并制作了一套缩尺比为1∶50的浮式垂直轴风机缩尺试验模型,包括叶片、横撑、塔架、风机驱动装置等。模型叶片设计基于风机气动性能相似,以考虑不同雷诺数条件下原始翼型的气动性能差异;风机驱动装置固定在塔底并与平台上部相连,能驱动风机转子以目标转速平稳运行。此外,该试验模型搭载了六分力传感器、光纤光栅传感器等测量设备,并通过引入滑环装置,解决了传感器线缆在旋转时与底部固定结构的运动干扰问题,实现了旋转模型塔底及叶片、横撑上的载荷测量,可为漂浮式垂直轴风机缩尺模型试验的开展提供参考。

水陆两栖飞机水池试验模型设计加工技术浅析

我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机的研制取得重要进展,模型水池试验是验证、分析飞机水面起飞、着水性能的重要方法。本文结合水陆两栖飞机水池试验模型技术特征,分析了试验模型设计过程中的外形、重量/惯性矩以及基准线/基准面技术要求。提出了模型关键部件的定位设计方法,取得了良好效果。结果显示按该方法设计、加工的模型重量、惯性矩误差能控制在0.12%和5.7%以内。

浮式风机水池模型试验与仿真对比分析

为研究浮式风机动力特性以及验证数值仿真的准确性,以中国海装半潜型浮式风机参数为基础,阐述水池模型试验过程和环境工况,重点对试验与数值仿真结果进行对比分析。结果表明,采用推力相似和弗劳德数相似的水池试验方法可以满足验证浮式风机仿真模型的准确性。半潜型浮式风机低频运动响应明显,气动阻尼对共振响应可以起到抑制作用,横荡运动与横摇运动方向上具有较强的耦合现象。塔筒载荷能量主要位于低频段、波频段和风轮1P频率处,其中低频区主要受风载荷控制,波频区主要受波浪控制。

半潜型浮式风电装备水池模型试验

为了探讨浮式风电装备固有特性、验证数值耦合仿真方法和一体化模型的准确性,以中国海装半潜型浮式风电装备参数为基础,进行全实物水池模型试验,介绍模型各部分设计的关键要素及环境条件的校对方法,对浮式风电装备固有特性结果与数值仿真模型进行对比分析,结果表明:采用重构叶片保证推力相似和叶尖速比相似能够解决雷诺数不相似的问题,但叶片质量分布与惯量控制较为困难,试验风场质量好坏,直接影响风轮推力标定是否满足要求,机组发电状态会增加系统的阻尼水平,在固有周期附近,会降低RAO峰值。

在冲击力作用下船舶动力运动的水池模型试验研究

船舶在冲击力作用下将发和动力运动，由于冲击力较大，作用时间短，因此基于常规相似准则的模型试验不能反映其运动规律，文章探讨了冲量相同的原理，提出了冲量相似的试验方案，并且将模型试验结果与理论计算及实际试验进行对比和分析，为解决此类问题提出了合适的方法。

海洋工程水池潮流发生装置—特殊轴流泵的水力设计及流动计算

随着海洋工程的发展,许多国家已建造模拟真实海况潮流现象的水池。本文研究了海洋工程潮流发生装置——特殊轴流泵系统,对这种低扬程、极高比转数的特殊轴流泵进行了水力设计。理论分析了转轮内部流动,建立了用有限元方法进行流动计算的计算机程序。在对日本平冢研究所试验水池的轴流泵(ns=2250)作校核设计的基础上,给出了新的设计条件下(ns=1580)算例的数值结果。

某项目景观水池防冻负荷模拟和节能优化

针对一个实际工程问题,分析了室外景观水池与外界的热交换过程,介绍了水池非稳态换热过程数值模型,利用该数值模型在TRNSYS平台下建立了水池换热模块,搭建了水池换热系统模型,对冬季景观水池温度进行了全年动态模拟,确定了防冻加热负荷。在此基础上,提出了采用地埋管直接换热的系统节能方案,在原模型中加入了地埋管换热器模块,模拟了该系统的水温和换热量,并对地埋管的热平衡进行了模拟验证。该水池换热模块适用于各类室外较浅的静水体的动态换热计算问题,采用的计算方法和优化方案为类似项目提供了参考。

深海海洋平台混合模型试验技术

水池模型试验被公认为研究海洋平台性能最可信赖的办法。但深海平台的模型试验需要很大的水池 ,目前世界上还没有一个水池用常规的缩尺比能够进行该项试验。国际船模试验池会议对此极为关注 ,混合模型试验技术有可能是解决深海平台模型试验最有效的途径。

海洋工程试验的浮式风力发电机模型设计

应用相似原理及机械工程与结构设计方法开发并制造了完全满足几何相似与傅如德(Froude)相似的1 ∶50 NREL 5 MW风机试验缩尺模型。模型风机可用于衡量不同风速下风机转速、转矩、推力,以及叶片局部受载情况;同时实现了可精确模拟风机塔影效应的“风机-塔架”一体式模型设计,解决了线束干扰等问题。该缩尺模型风机为准确评估浮式风力发电机性能提供了基础。

水泵进水设计模型试验验收标准的研究

本文对水泵进水池模型试验标准进行了分析和讨论。为了提高模型试验成果的可靠性,减少粘滞力和表面张力对进水池旋涡和流态的影响,应选择较大的模型比尺。进水池模型试验中不允许出现水下涡和吸气的水面涡,并应限制水泵吸水管内涡角的大小和流速波动值。

我国博士生延期毕业实证研究

本文利用我国博士生教育的基本宏观数据,计算了我国博士生的总体及分学科累计延期毕业率,发现博士生累积延期毕业率在高位运行,各个学科间存在显著差异,基于历年的累积延期毕业率波动不大。通过按期毕业率的3种假设计算了我国博士生长时段延期毕业率,并构建了我国博士生延期的毕业水池模型,同时还考察了我国在校博士生的年级结构。此外,通过2003届、2008届的微观数据,分别比较了这两届博士毕业生的真实延期毕业率与累积延期毕业率的差别,发现累积延期毕业率普遍存在"高估"的现象。

类比法在力矩分配法教学中的应用与实践

提出一种与力矩分配法经典模型类似的水池势能模型,分析了二者在适用性、渐进性、收敛性、分配步骤、收敛速度等方面的相似性,引入类比方法论证二者在力学原理上的相通性.该模型形象、生动,有助于学生理解、掌握力矩分配法的原理、特性和解题技巧,对培养学生的思维能力、创新能力有益.

安装船旁靠系统水动力特性研究

由起重船与其他运输船组成的多浮体系统中存在复杂的水动力干扰,很大程度上影响了多浮体系统的水动力计算结果。本文基于SESAM软件,在计算中加入粘性阻尼矩阵,采用延迟函数方法,对起重船和运输船组成的双浮体系统进行数值计算分析,得到其六自由度的运动幅值响应算子RAOs,及其在特定海况下的运动响应时程曲线和缆绳张力时程曲线,并通过水池模型实验,验证其数值计算方法的准确性。

世越号起吊姿态敏感性分析与方案选择

韩国世越号打捞是世界上首次利用托底钢梁原状态整体起吊难船出水的工程。客滚难船装载的货物容易在沉没后发生移位,上层建筑长时间沉没海底后发生泥沙淤积导致难以准确估计整船的重量重心及浮力浮心的位置。利用水池模型试验和数值计算两种方法分别对大型浮吊船单臂架打捞法和双驳船抬吊打捞法进行了难船姿态受重心位置偏移的敏感性分析。水池模型试验中发现,用大型浮吊船单臂架打捞法,世越号的姿态受其重心位置偏移非常敏感,容易发生侧翻;而用双驳船抬吊打捞法,世越号的姿态受其重心位置的影响非常有限,难船和抬浮驳船都可以保持一个较好的姿态。对比水池模型试验的结果,由于难以计及托底钢梁的翘动和滑动现象,数值计算中得到的难船起吊姿态值偏小。双驳船抬吊打捞法被选为打捞世越号的施工方案,其对难船重心位置偏移不敏感的特性得到了现场实证。这个特点为世越号的成功打捞出水起到了关键作用。

浮式液化天然气储存装置单点系泊水动力特性分析

针对设计的计划作业于南海1 500 m水深海域的浮式液化天然气储存装置(FLNG),开展了水池模型试验和数值计算分析,模拟了南海的环境条件,采集了单点系泊下的FLNG船体六自由度运动以及系泊锚链顶端载荷时历,在频域和时域范围对FLNG水动力特性以及舱内液体晃荡对FLNG的影响进行了研究,结果表明:在频域分析中,舱内液体晃荡使得FLNG的横摇运动在波频范围表现出较固体装载更小的运动响应;在时域分析中,舱内液体晃荡在南海一年一遇海况下加剧了FLNG的横摇运动;在百年一遇海况下削弱了该型FLNG的横摇运动;舱内液体晃荡对FLNG的纵摇、垂荡、纵荡、横荡以及艏摇运动影响较小。在此基础上,提出了系泊系统优化方案并进行了数值计算研究,认为在满足一定安全裕度的条件下能够通过减少系泊锚链数目显著降低建造成本,这对现阶段FLNG的自主设计提供了一定的参考依据。

非接触式海洋模拟平台测量技术研究

针对海洋模拟平台接触式测量方法精度低的问题,提出了适用于"海洋移动式平台"水池模型试验的非接触式测量方法并详细阐述了实时异步触发同步抓取图像功能的实现及两步法标定过程。该方法基于机器视觉原理使用双CCD进行平台的运动监测,利用标定内外参数来重构物体空间坐标,并由此分解浮体六自由度运动的信息。最后给出了测试结果。结果表明:所提算法在分析精度方面有了较大的提高。