有限液深下垂直隔板开孔形状对液体晃荡的影响

为研究垂直隔板的开孔形状对液体晃荡的影响,基于realizable k-ε湍流模型,采用VOF模型来捕捉自由液面,结合动网格技术,模拟了一阶固有频率下垂直开孔隔板内液体的晃荡情况。模拟结果表明,在一阶固有频率下,正方形开孔隔板液舱的左侧自由液面波高与晃荡压力最小,圆形与菱形开孔隔板液舱的左侧自由液面波高与晃荡压力基本保持一致,表明正方形开孔的垂直隔板抑制液体晃荡的效果要优于圆形与菱形开孔隔板;此外,通过对液相区的速度矢量图进行分析,发现由于隔板开孔,部分液体以较大的速度通过开孔部位冲击侧壁,而后液体接触侧壁后回弹,再加上液舱运动,在隔板的一侧形成一个欲要向上运动的区域,正方形开孔形成的区域最小。

CFD技术在挂舵臂安装偏差中的应用

文中以一艘64 000 DWT散货船为例,采用CFD数值仿真及实船测试的方法,对其挂舵臂安装偏差所造成的船舶阻力及航速进行了评估分析.结果表明:挂舵臂安装在一定偏差范围内对船舶阻力及航速影响不大.

大型滚装船坡道舱盖支撑结构有限元分析及优化

基于Rina船级社的船体结构规范(2017),对一艘7800PCTC的汽车滚装船活动坡道水密舱盖支撑结构进行有限元结构强度分析;计算两种极限工况下的屈服强度和屈曲强度,分析了应力分布情况,并对不满足应力要求的结构进行优化,为该类船型的设计开发提供了技术参考。

舵杆的有限元直接计算

大型船舶上的舵除了上舵承、下舵承外,还设置有尾柱支撑,各国船级社认为悬臂在船体上的艉框底骨应视为弹性支座。为了使双支点舵舵杆在设计载荷作用下有足够的强度,本文采用有限元直接计算方法对其结构强度进行校核。

2339TEU舱口盖反加强错位有限元分析及其优化

利用MSC Patran和MSC Nastran对2339TEU集装箱船舱口围的强度以及舱口围面板的剪力进行有限元分析,为有效评估面板的剪力,对面板采用实体建模处理。通过有限元分析得到的结论可用于指导集装箱船舱口盖反加强的结构设计;计算结果表明优化后的结构既满足强度又满足施工工艺。

船舶柴油机废气清洗系统的设计与布置

基于国际海事组织明确要求降低各类运营船舶柴油机废气中硫氧化物(SOX)的排放,对7800PCTC汽车滚装船废气清洗系统、实船设备以及管路综合布置进行了研究,提出了一种混合式废气清洗系统设计与布置方案。此方案能够实现低硫排放,可为今后各种船舶安装与废气清洗系统设计提供参考。

基于人工蜂群算法的船舶航速优化

航速优化是船舶智能能效管理的主要组成部分,对降低船舶营运成本、减少温室气体排放具有重要意义。为减少船舶航行时的主机燃油消耗,根据实船数据首先构建了主机油耗模型,模型的平均误差仅为0.813%,然后对整个航程进行分段,基于人工蜂群算法对整个航程的航速进行优化。经过验证可得结论:优化后的航速对应的整个航程航行时间减少了14.44%,油耗量降低了3.012%。研究结果表明,使用人工蜂群算法对航速进行优化,能够对航速提出建议,达到提高船舶能效水平,提高经济性、环保性的目标。

超疏水涂层在金属防腐领域的研究进展

金属的腐蚀广泛存在于金属材料之中,极大地限制了金属的资源化利用。水接触角大于150°的材料表面称为超疏水表面,近年来,受自然界超浸润现象的启发,超疏水涂层被广泛用作金属材料的保护膜。介绍了近年来超疏水涂层作为金属材料的保护膜在金属防腐领域的研究进展,以及不同工艺制备的超疏水体系,最后指出超疏水涂层能够有效地提高金属表面的抗腐蚀能力,此外,该超疏水涂层为利用超疏水膜替代含铬酸盐钝化涂层保护金属基底提供了可能。

湍流模型对船舶螺旋桨水动力特性的影响及分析

为研究不同湍流模型下螺旋桨的水动力特性,选取RNG k-ε、Realizable k-ε以及k-ω SST三种湍流模型,分析三种不同湍流模型下螺旋桨的水动力特性,并将数值计算结果与试验结果相对比。研究结果表明:三种湍流模型均能用来计算螺旋桨的水动力特性,但从计算域的剖面速度矢量图分析可知,RNG湍流模型能够较为清晰地描绘由于螺旋桨运动后尾部水流的流动情况,因此在研究螺旋桨尾流问题时可以优先考虑RNG湍流模型。

基于船舶废气多向循环利用的优化设计

针对传统船舶排出的高温废气不仅会对环境造成污染,而且也是对热量资源的浪费等问题,以船舶废气多向循环利用为研究对象,从船舶排出高温废气多向循环利用和节能环保的设计角度出发,将船舶排出的高温废气中的热能转化为电能,用于船舶压载水处理装置。介绍了船舶废气多向循环利用装置的工作原理及主要组成。应用结果表明:通过能量的转化,即可达到船舶废气多向循环利用和节能环保的目的。

PCTC典型结构柔性设计与横向强度分析

纯轿车/卡车运输船上层建筑的重量大,重心高,在船舶横摇过程中产生了巨大的横向惯性载荷。从解决结构节点传统刚性设计中产生开裂现象的思路出发,实船采用了柔性设计的理念与方法,通过NDV船级社3Dbeam软件将船体上建强框结构横向强度进行建模计算与分析,结果表明,柔性设计具有一定的弹性变形来缓冲、消耗巨大的惯性载荷作用,实船的横向强度也满足相应船型规范的要求。

45~#钢/尼龙夹层板准静态压缩本构方程实验

利用万能试验机对45~#钢/尼龙夹层板进行了准静态压缩实验,得到了关于不同厚度比(面板总厚度与芯材厚度的比值)的45~#钢/尼龙夹层板的应力-应变曲线,实验结果表明在准静态压缩实验中,45~#钢/尼龙夹层板的屈服强度随厚度比的增大而增加,但不同厚度比的夹层板的应力应变曲线形态相似。通过对实验数据的分析、拟合,构建了计及厚度比影响的钢/尼龙夹层板的准静态压缩本构模型。实验证明,该模型可以准确描述45~#钢/尼龙夹层板的准静态压缩本构关系,可用于预测该类夹层板在不同厚度比下的准静态压缩力学性能,在船舶领域具有较好的工程应用价值。

基于大涡模拟的螺旋桨毂涡结构分析与建模

为了分析螺旋桨毂涡结构和建立毂涡模型,用大涡模拟方法对敞水螺旋桨的水动力和流场进行数值计算,并通过试验模型的水动力测试和LDV流场测量进行了验证。在此基础上,通过毂涡周向平均切向速度分布特征的分析,找到了描述毂涡强度及扩散过程的控制参数,并基于Oseen涡的切向速度分布形式建立了毂涡模型。通过涡量分布及压力等值面描述了瞬态毂涡结构,发现毂涡中存在两根互相缠绕的螺旋形集中涡,且毂涡大尺度拟序结构的旋转频率明显高于螺旋桨轴频。

钢/尼龙夹层板动态压缩力学性能研究

为研究钢/尼龙夹层板的适用性,对夹层板的动态压缩力学性能进行仿真和试验研究。利用有限元软件LSDYNA对霍普金森压杆(SHPB)实验进行数值模拟,结果表明钢/尼龙夹层板是一种应变率敏感性材料。基于朱王唐(ZWT)非线性粘弹性模型拟合得到不同厚度比的钢/尼龙夹层板的动态压缩本构方程。经实验验证,本构方程具有较高精度,可以用于对该类夹层板动态压缩力学性能的预测,同时也证明该文的SHPB实验的数值模拟方法正确性。

大型汽车滚装船固定坡道结构分析及优化

针对某大型汽车滚装船在运营过程中一坡道发生较严重裂纹的问题,利用MSC.Patran软件对坡道结构进行细化有限元分析,计算歪斜工况下的屈服强度,分析应力分布情况并对应力不满足的结构进行改进,裂纹发生的位置与细化有限元分析结果一致,表明对汽车滚装船所有坡道结构做细化有限元分析十分必要。

带球鼻艏方尾型船模阻力的计算研究

运用流体分析软件ANSYS-CFX对带球鼻艏的方尾型船模进行数值模拟,计算了弗劳德数在[0.174,0.232]中9个不同航速下的阻力值,并将数值模拟结果与船模实验结果进行对比,结果表明:弗劳德数Fr为0.174时,最大误差为2.15%;弗劳德数Fr为0.232时,最小误差为0.26%,平均误差为0.91%。最后,对各航速下流场、压力场和自由液面进行了对比分析。分析表明:计算流体动力学CFD技术能够模拟船模绕流场,捕捉流场的局部细节和特征,较好地反映船舶的阻力特性。

基于CFD实尺2339标准箱集装箱船的阻力分析和实船验证

基于计算流体力学(CFD)方法对2339标准箱支线型集装箱船进行实尺数值模拟阻力预报。首先建立NUMECA/HEXPRESS全六面体非结构网格,采用湍流K-Omega(SST)-Menter模型进行数值模拟,计算其在压载工况下不同傅汝德数时的阻力;然后将CFD数值计算阻力结果同实船试航阻力进行比较与分析。结果表明:CFD数值模拟同实船以及实验结果趋势一致,误差较小。论文所述CFD分析方法对船舶的线型设计、优化和航速预报,具有一定的指导与参考意义。

基于VB的圆舭型高速艇阻力计算程序开发

圆舭型高速艇航速高,阻力复杂,故其阻力分析与航速预估已成为圆舭型高速艇设计过程中的重要一步;在此利用Visual Basic 6.0开发了一款用于圆舭型高速艇阻力计算的程序,以期达到快捷计算阻力的目的,且对现有船舶性能计算和预报软件做了补充。

探析船舶管系建造阶段的监督管理

本文针对船舶管系监督管理中存在的问题,进行妥善科学的分析,并指出船舶管系监督管理的重要性,提出船舶管系建造阶段的监督管理途径,希望能够给相关工作人员提供一定的借鉴。

斜井冻结和解冻全过程温度场演化规律研究

针对斜井冻结中存在的井壁浇筑水化热释放、局部冻结方式等问题,采用数值模拟和现场实测方法对袁大滩煤矿副斜井冻结和解冻全过程温度场的发展演化规律进行了研究,对斜井支护方式、停止冻结时间和局部冻结结构形式进行了探讨。结果表明,局部冻结时在非冻结段采用小尺寸冻结管或聚氨酯发泡方式的局部冻结效果并不理想,建议将局部冻结管做成双层套管,两层冻结管之间设置保温层,以维持聚氨酯材料的保温性能、减少冻土体积、减少制冷量的额外消耗;井壁水泥水化热的释放会造成井壁内部温度较高和周围的冻土融化,建议在外层井壁和冻土之间设置木背板或泡沫板等隔热材料,防止井壁内外温差过大而产生温度裂缝;根据井壁强度增长情况,确定合理的停止冻结时机。