货船流水孔和透气孔的布置原则

在船舶设计中,流水孔和透气孔的布置至关重要,不仅关系到船舶的安全性能,还影响到船舶的使用效率和寿命。本文以流水孔和透气孔的类型选择及其间距要求为研究起点,系统地梳理了不同区域流水孔和透气孔的布置原则,同时对开孔布置时的要点及注意事项进行了综合性分析,旨在为结构生产设计的优化完善提供理论指导,以期降低施工过程中的返工率,从而提出建设性意见。

潜艇流水孔阻力数值计算与回归分析研究

本文研究了压力梯度对于流水孔阻力的影响,采用正交设计与均匀设计方法编排了流水孔阻力系数的计算方案,将计算结果逐步回归,给出了流水孔阻力系数的经验估算公式,并用某型实艇流水孔作算例,验证了回归公式的实用性,发展了预报潜艇流水孔补贴系数的新方法。

带流水孔潜体流场数值模拟

本文通过求解RANS方程,结合PISO算法与k-棕湍流模型,数值模拟了带有两种不同形式流水孔(纵缝式与格栅式)潜体的内外流场。数值模拟给出了流水孔流场的精细结构,计算并分析了潜体各个壁面上阻力成分的大小与成因。计算得到的流水孔阻力增量与试验值吻合较好。对计算结果的分析表明:流水孔引起的阻力增量主要集中在导流板与流水孔壁上;内部空腔壁上的阻力值是可以忽略的小量;涡旋流动主要集中在导流板之间;流水孔阻力系数随雷诺数的增加而趋于一稳定值。计算结果表明,本文中使用的方法可用于模拟流水孔内外流场。

船舱流水孔自动识别跟踪焊接系统

船舶制造中,为加强船体强度,船舱底部设置许多格子间,其工作环境狭小且存在不连续焊缝,影响焊接生产效率.现有焊接机器人无法识别流水孔特征点位置,目前主要由人工来完成焊接.在旋转电弧传感焊接机器人的基础上,增加激光视觉传感器用于识别流水孔的特征点,结合嵌入式工控机和其它硬件,通过自主开发的VC++软件完成对船舱流水孔焊缝自动识别、跟踪及焊接.结果表明,该系统便携灵活,适用于船舱格子间焊接作业且识别和跟踪效果良好.

潜艇流水孔阻力特性分析

以潜艇流水孔为研究对象,基于RNGk-ε湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟,通过改变流水孔参数,研究了流水孔形状、尺寸以及数量对航行阻力的影响,研究结果表明,4种形状流水孔阻力值以菱形流水孔最小,其次为正方形流水孔,圆形流水孔,长方形流水孔阻力最大;随着流水孔尺寸的增大,湍流活动被加强,总阻力增大;多数量流水孔的湍流特性呈现出"两头强,中间弱"的态势,总阻力随流水孔数量增加而逐渐增大;以上结论可为潜艇流水孔设计提供参考。

潜艇流水孔流噪声特性研究

潜艇流水孔流场产生流噪声,影响隐身性,威胁潜艇的生存安全。针对降噪问题,为了研究潜艇流水孔参数对艇体流噪声特性的影响,提出了流水孔形状、尺寸、数量以及流速对流噪声特性的影响建模。根据大涡仿真(LES),L ighth ill理论和FW-H方程对流水孔三维模型进行数值计算,结果表明,流水孔参数的改变会直接影响流噪声的水平。比较四种形状流水孔流噪声以正方形流水孔最低,随后依次为圆形、菱形、长方形。随着流水孔尺寸的增大,流噪声变化趋势为先增大后减小,存在一个声压级峰值。流噪声与流水孔数量的关系呈现正比例关系。以上结果可为潜艇流水孔的降噪设计提供参考。

潜艇流水孔偏角特性研究

为了探索潜艇流水孔偏角对艇体阻力和流噪声特性的影响,以潜艇流水孔为研究对象,基于大涡模拟(LES)对流水孔三维模型进行了数值仿真,分析了不同偏角下的阻力和流噪声数据。结果表明,偏角的选取直接影响到潜艇的阻力和流噪声水平。90°偏角流水孔具有最小总阻力和最大的流噪声水平。而在偏角由15°变化到75°的过程中,总阻力和流噪声变化均呈现先减小后增大的规律,45°偏角流水孔总阻力最小,30°偏角流水孔流噪声水平最低。以上结果可为潜艇流水孔的减阻降噪设计提供参考。

船舱流水孔焊接机器人系统设计

在船舶制造过程中,船舱底部存在不连续的流水孔焊缝,现有焊接机器人无法完成流水扎焊缝的白动识别和跟踪焊接。设计开发了一款结构紧凑、质量轻、便于提携的自主移动机器人。介绍了机器人的硬件结构,着重介绍了流水孔焊接机器人激光视觉传感器的设计,验证了该激光视觉传感器的效果。对设计出的焊接机器人进行了试验验证,该机器人能够完成流水孔焊缝的自动识别和跟踪焊接,效果良好。

船舱流水孔焊缝图像处理与识别方法

焊接机器人对船舱流水孔焊缝自动跟踪焊接过程中,焊缝图像处理和特征识别方法是自动跟踪焊接成败的关键所在。在多次试验改进的基础上,得出一套适用于流水孔焊缝图像处理和识别方法。利用改进的梯度算法对焊缝图像进行激光条纹的提取,用连通域方法去除小面积的区域。根据船舱流水孔类型的不同,提出相对应的特征识别方法。通过大量试验验证,该方法能够实时检测流水孔的特征点,结合控制算法完成焊缝自动跟踪,效果良好。

潜艇流水孔排水与进水过程数值仿真研究

以潜艇流水孔为研究对象,基于大涡模拟(LES)对潜艇流水孔三维模型进行数值模拟,比较排水和进水过程中潜艇航行阻力以及流噪声水平的差异。结果表明,潜艇排水过程呈现负阻力,对航行起助推作用。而进水过程阻力表现为正阻力,对航行起阻碍作用。排水过程较进水过程拥有更高的噪声级,流水孔位置处流噪声差异主要体现在低频段,高频段两者差异较小。可为潜艇流水孔的设计提供参考。

基于CFD的方形流水孔的流量系数研究

为了探索研究实艇的流水孔方案设计,基于滑移网格和内外域交互的计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的方形流水孔在不同吃水下的溢流进行了数值模拟,并对比分析了不同缩比的方形流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律。研究结果表明:流水孔的缩比越小,即流水孔的尺寸越大,非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快,流水孔的流量越大;此计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑。

潜艇圆形流水孔的溢流特性分析

为了探索研究不同尺寸的流水孔对潜艇上层建筑背水和孔口出水的影响,基于RANS方法、滑移网格以及内外域交互的数值计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的圆形流水孔在不同吃水下的孔口溢流和非水密上层建筑内腔余水等进行数值计算,并对比分析了不同缩比下流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律。研究结果表明:流水孔的尺寸越大,非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快,流水孔的流量越大;通过综合对比分析,缩比为1∶16.67流水孔的流量系数最优。本文计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑。

带流水孔潜艇流噪声特性分析

以SUBOFF标模为基础,采用大涡模拟,Lighthill理论和FW-H方程,数值模拟了4种不同形式流水孔(纵缝式、全孔式、底部孔式及光体)潜艇的内外流场;数值模拟给出了流水孔流场的精细结构,计算并分析了潜艇各个壁面上阻力成分的大小与成因。计算得到的流水孔阻力增量与试验值吻合较好;对计算结果的分析表明:流水孔引起的阻力增量主要集中在导流板与流水孔壁上;内部空腔壁上的阻力值是可以忽略的小量;流噪声与流水孔数量的关系呈正比;计算结果表明:在此使用的方法可用于模拟流水孔内外流场。

船舶压载水舱流水孔选型的模糊综合评判

在对压载舱流水孔工艺性及使用性能分析的基础上建立了模糊综合评判数学模型,通过该模型对压载舱的流水孔进行综合评判,获得了评估指标的满意度函数,采用分级模糊评判方式将模糊综合评判应用于流水孔的综合研究。其评判结果与实际生产和运用相一致,其评判方法,可以应用于其他项目的评判。

压载舱流水孔面积的核算方法

绝大部分船舶采用压载水系统来保持各种装载工况下的航行性能，压载舱流水孔的面积大小对压载水系统功能的实现有着重大影响。着重介绍了一种流水孔面积的核算方法。以某12500 DWT多用途船为例，通过分析实船的排压载过程，利用流体软件FLUENT进行仿真计算，得到不同情况下压载舱流水孔附近的速度和压力分布，从而优化压载舱内流水孔的设置。

潜艇上形形色色的流水孔

浙江李明哲、上海杨文涛等读者问:2008年第6期《兵器知识》封底刊出的中国新型潜艇,艇体上众多的孔是做什么用的?潜艇,以神秘著称,人们一般很难有机会饱览潜艇的整体外观。除了艇型、指挥台围壳、尾舵,一些细心的读者还在潜艇的外观上发现了各种各样的孔,这就是潜艇的流水孔。它们虽然没有艇上装备的声呐、武器以及各种系统那样至关重要,但流水孔开设的数量、位置以及流水孔的形状和尺寸,也不是一个简单的问题。

泥浆运动对孔壁稳定性的影响分析

根据旋挖钻机施工时泥浆在桩孔中的实际运动状态,分析泥浆运动和液面升降引起的泥浆压力变化,建立弹塑性力学计算模型和孔壁稳定性判据,得出泥浆运动对孔壁稳定性的影响;并通过实际案例说明改善泥浆运动形式对孔壁稳定性有着积极的作用,对工程实践有着重要的指导作用。

水下航行体水舱开孔阻力特性分析

水下航行体借助流水孔进排水实现上浮下潜,而众多流水孔会增加艇体阻力。针对水舱开孔对流场的影响问题,提出了长宽比、格栅角度、开孔位置三个变量,在已有阻力试验模型基础上进行数值建模,采用SST k-ω两方程的RANS湍流模型进行计算。结果表明,开孔水舱内存在流体撞击水舱壁面—形成涡旋—内外流掺混等现象;相比较而言,长宽比小于1时的阻力比大于1时的阻力要小;随着格栅与来流角度的增加,阻力呈先增后减趋势,在与来流成-45°时附近阻力性能好;表面压力为顺压梯度时阻力最大。

舰船开孔流动噪声控制措施研究

基于计算流体软件,采用大涡模拟方法计算了给定来流速度条件下表面开孔的非定常流场,分析了流场的非定常流频谱特性,采用边界元方法模拟了噪声源特征,对各种流动噪声控制措施进行了对比分析。计算结果表明,开孔形式的改变会直接影响流噪声的水平,设计结果可以为舰船流水孔的降噪设计提供参考。

潜艇上浮出水运动及粘性流场直接数值模拟方法

为得到潜艇上浮出水运动及流场特性,以带流水孔柱形潜体为研究对象,基于RANS方程及SSTk-ω湍流模型,并应用重叠网格技术实现了不同工况下潜体上浮的直接数值模拟,获取了模型上浮过程中横倾、纵倾及上浮速度等参数的时历曲线及流场细节信息。研究结果表明:该方法较合理地反映了潜体的上浮运动规律,能够直观展现潜体出水及倾覆过程,可为潜艇上浮出水稳性的预报及分析提供可行途径。