基于Verification&Validation的断阶双M船减阻机理分析

为研究断阶对双M船阻力性能的影响,对一标准数值方程的双M船进行改造,分别在距船艉0.5L和0.25L处设置断阶,得到4型双M船;通过改变船体表面网格尺寸,得到4种不同密度的网格方案,采用ITTC数值计算的V&V(Verification&Validation)方法,结合试验数据,进行网格收敛性分析,得到最佳网格方案。采用该网格方案,分别对这4型船从体积弗劳德数0.526到5.260的静水直航2自由度运动进行数值模拟。结果显示,在超滑行阶段的阻力与纵倾角有:无断阶>单断阶>双断阶。断阶的减阻机理在于断阶结构改善了艇底压力分布,提高滑行效率,以及使槽道中的水气混合物更易于吸入断阶,在滑行面上形成气膜,从而达到减阻目的。

M船型阻力模型试验研究

为准确评估M船型的水动力特性,掌握该船型的阻力特性和船型特征,对该船型进行阻力模型试验研究。通过测定不同排水量、不同重心纵向位置下船模的阻力值、纵倾角及重心升沉值,研究排水量和重心纵向位置对该船型阻力性能的影响。试验结果表明:M船型具有与常规滑行艇不一样的阻力特性,该船型拥有2个高速阻力峰,当航速持续增大越过第1个高速阻力峰后,阻力值有明显的回落,当航速继续增大越过第2个高速阻力峰后,阻力值基本保持不变,且2个高速阻力峰出现的航速与排水量大小和重心纵向位置的相关性不大。

M型艇与槽道型艇的阻力和耐波性比较

对高速滑行艇M型与槽道型在相同主尺度下的阻力和耐波性能进行对比,根据模型静水阻力试验结果得到M型中高速阻力相比槽道型均有所减小,且减小值超过10%,随着航速增大(Fr>4时),两者的阻力差值趋增大。不规则波迎浪情况下的耐波性试验表明,两种艇型的纵摇、垂荡、艏舯艉垂荡加速度均有明显的差别。如果高速滑行艇采用M型,有望获得更好的耐波性。

M船型阻力数值模拟

采用商业软件fluent对M船型阻力进行数值模拟,用VOF方法处理自由液面,得到不同航速下M船阻力。将数值计算结果与模型试验结果进行比较,在Fr<1时,数值计算结果与船模试验吻合;1<Fr<3时,数值计算误差为5%～10%。

M船型结构及水动力性能研究进展

M船型是一种底部横截面呈“M”形状的槽道船,具有航速高、耐波性好、适航性好、隐蔽性好等特点,可以在不同海况、装载条件下自动调整最优的航行姿态。水动力性能是人们评估高性能船舶优良的重要性能指标,M船型作为高性能船的一种,因其优良的水动力性能引起了各国研究人员的广泛关注,并在实际工程中得到应用和推广。文章系统介绍了M船型的现状,从船型结构、快速性、耐波性、操纵性以及船型优化方面概述M船型船体性能的研究进展。总结了M船型的优势和面临的挑战,并对未来发展趋势进行展望。

热处理对高强韧船舶用钢板组织及性能的影响

采用光学显微镜和力学性能测试设备研究了不同热处理方式对550 MPa级高强度船板组织和性能的影响。结果表明：随正火温度的升高（低于860℃）,组织的变化并不明显,均为铁素体＋粒状贝氏体＋M/A;继续升高温度,铁素体晶粒尺寸明显粗大,带状组织减轻;钢板的屈服强度、抗拉强度都下降,屈服强度不能满足标准要求。高温热处理再经回火后,组织中的M/A岛几乎完全分解;屈服强度、伸长率及低温冲击韧度明显提高,抗拉强度下降。在高出Ac3点0~40℃进行正火＋650℃回火处理,钢板的综合力学性能最佳。

新型高速M型船强度计算研究

针对一艘新型高速M型船结构设计过程中的强度问题,参照相关规范,采用有限元方法进行计算分析,获得本船在危险工况下的船体结构特别是M型连接桥底板结构的应力状态和变形形态,为结构优化设计提供依据.研究结果表明,本船船体结构特别是底部连接桥遂道部位、甲板大开口部位的应力状态良好,构件变形较小,均没有出现应力集中和大变形的现象,验证了结构设计的合理性.

基于重叠网格M型船水气二相流数值模拟研究

M型船是一种新型滑行艇,同时具备普通滑行艇的阻力特性、高速多体船的耐波性能,以及微气泡减阻船优异的阻力性能.为了实现对M型船不同航行阶段中复杂变航态过程的动态捕捉、对阻力的精确预报,以及对非排水航行阶段复杂的水气二相流场的模拟,基于粘性CFD软件STAR-CCM+的重叠网格技术,对M型船在静水中从排水、过渡到滑行航行阶段进行数值模拟,从船体表面网格大小讨论了网格独立性,结合计算资源以确定最佳的网格方案;将阻力和纵倾角的计算值与试验值进行对比,从湍流模型与y+值以及时间步长独立性讨论了不同航行阶段的模拟需求;从水气二相流的模拟讨论了M型船在不同航行阶段的减阻原理.

M型滑行艇规则波中运动稳定性问题研究

采用黏性的CFD商业软件STAR-CCM+,基于重叠网格技术和DFBI(动态体驱动模块)模拟刚体的6-DOF运动,解决了滑行艇的动航态问题.通过建立波浪数值水池,对单M与双M船在迎浪规则波中的2-DOF运动进行数值模拟,对两者在迎浪规则波中的波浪增阻、运动响应和运动稳定性等问题进行比较分析.结果表明,双M船在迎浪规则波中更易发生跳跃现象,但是具有更小的增阻系数,同时在短波中具有更小的运动响应.

灵便式M型采矿船的设计研究

当前采矿船普遍存在船型、推进、扬矿等方面的问题。文章提出一种新型的灵便式M型采矿船的设计方案。该设计将现有单体采矿船船型改为M型船,提高了采矿船的稳性、快速性,增大了甲板面积和矿舱容积;将传统的多螺旋桨推进方式改为使用侧推器侧推方式,增加了采矿船的灵活性,可实现船舶准确定位,减少风浪对船体的影响;根据伯努利定律,改变硬管和泵的布置,使用树杈硬管和射流泵,减少矿石对泵体的损伤,延长设备的使用寿命,提高经济性。通过模型试验,对该设计的科学性进行了验证。本设计产品适用于海上采矿技术,为我国矿产资源开采和海上军事战略方面提供了新思路。

RANK ONE OPERATORS AND TRIANGULAR ALGEBRAS

In this paper, a necessary condition for a maximal triangular algebra to be closed is given. A necessary and sufficient condition for a maximal triangular algebra to be strongly reducible is obtained.