【摘 要】
：
本文针对迎浪航行船舶的甲板上浪问题，采用基于自由液面捕捉法的多相流软件FINE/Marine建立了数值模型并展开了相应研究。基于该模型模拟了Wigley船甲板上浪的全过程，并对波浪周期、幅值等参数对船舶运动、甲板上浪的影响展开了分析。本模拟采用固-液-气多相流耦合模型，其中精确的BRICS液面捕捉技术有效得解决了波浪破碎和自由液面大变形的难题。基于该模型，计算分析了Wigley船在甲板上浪过程中所
【机 构】
：
哈尔滨工业大学(威海)船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程系,威海264200
论文部分内容阅读
本文针对迎浪航行船舶的甲板上浪问题，采用基于自由液面捕捉法的多相流软件FINE/Marine建立了数值模型并展开了相应研究。基于该模型模拟了Wigley船甲板上浪的全过程，并对波浪周期、幅值等参数对船舶运动、甲板上浪的影响展开了分析。本模拟采用固-液-气多相流耦合模型，其中精确的BRICS液面捕捉技术有效得解决了波浪破碎和自由液面大变形的难题。基于该模型，计算分析了Wigley船在甲板上浪过程中所受到的冲击载荷、各时段船舶运动特性和水动力性能特性；部分结果与已发表的实验结果进行了对比验证。相关研究结果对船体主尺度和结构强度的设计具有一定的参考价值。
其他文献
针对火星稀薄大气环境下的气动特性预测问题，以火星探路者号为例对不同桥函数方法的适应性进行对比分析，采用海盗号飞行实验数据对比了17种物面反射模型的预测偏差，给出了适用于火星大气环境下钝体外形进入器的预测模型，最后对桥函数方法中临界努森数的选取问题进行了探讨
火星着陆任务普遍采用进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)的方式,防热大底分离是其中较为关键且容易发生风险的阶段。为了确保防热大底与后体相对运动的安全,除了两者不发生碰撞外,还应包括在规定的高度上两者的相对距离大于最低要求。由于分离过程中存在很多不确定因素,尤其是在火星大气环境下,因此开展防热大底分离的相关研究至关重要。
当陆军火箭弹普遍采用高速旋转(其他如导弹、炮弹、再入飞行器等)的陀螺效应使静不稳定的弹体变为动稳定，增加射程并提高落点精度，但在实际飞行中的各种不确定因素，如发动机推力偏心、有攻角飞行时产生的面外力和面外力矩、来流的扰动及制造产生的误差等，均有可能使弹体产生章动与进动的耦合运动锥形运动。
针对火星稀薄大气环境的不确定性对进入器气动特性的影响问题，首先以海盗号火星进入器的飞行试验数据对发展的三维并行直接模拟蒙特卡罗(DSMC)仿真代码进行了算例验证，最后以火星科学实验室外形为例，计算气体组分、密度、温度及速度等来流参数的不确定性对进入器气动特性的影响偏差，定性定量给出火星高空稀薄环境下大气不确定性所带来的气动力特性规律。
为了快速预测火星大气的真实气体效应,基于中国航天空气动力技术研究院自研的软件平台GiAT,建立了准确高效的等效比热比数值模拟方法。该方法以化学非平衡模型的流场参数为依据,从中提取正确的等效比热比γeff值。为验证方法的可靠性与准确性,选取Phoenix作为典型算例进行了方法考核。研究结果显示,本文的计算结果与文献中LAURA给出的各项气动系数均吻合良好,表明正确取值的等效比热比方法能够准确有效地进
本文针对某飞行器充排气系统，基于一维等熵流假设和数值模拟修正建立了充排气系统舱内压力预测方法。通过平板排气典型算例以及非定常数值模拟对该方法的准确性和可靠性进行了验证，在此基础上开展了某飞行器各舱室内部压力的预测研究，给出了沿飞行弹道各个时刻飞行器各舱室的内部压力值以及与外部环境之间的压力差。研究结果表明，现有的充排气系统能够满足舱内相对压力的性能指标要求，可为充排气系统的总体设计提供依据。
针对RCS喷流干扰引起的气动加热问题,采用CFD技术对高超声速飞行器RCS喷流干扰流场进行了数值模拟,研究了RCS喷流对该飞行器气动热环境的影响规律,并分析了喷流干扰气动加热的物理机制。研究表明,RCS喷流对喷口附近局部区域的压力和热流分布有重要影响,对飞行器其它位置影响较小,干扰区峰值热流密度能够达到无干扰时的10倍。主要原因是：上洗气流受到喷流阻碍,喷口外侧局部流场结构类似于圆柱绕流。即在喷口
为了深入研究动静干涉对高水头混流式水轮机内部流场及压力脉动的影响,文中采用商业软件CFX 16.0,基于N-S方程和SST湍流模型,对3个不同导叶开度工况下的Francis-99高水头混流式水轮机进行了全三维定常与非定常数值计算.数值模拟结果展示了叶片通过频率及其倍频沿流动方向和转轮叶片与活动导叶之间无叶区圆周方向的分布情况及变化规律.
极端波浪对近海工程结构物的砰击往往伴随着波浪破碎、翻卷、越浪等强非线性现象，而且这些现象对于薄尺度、小尺度、细长杆等结构物的影响尤为明显。以往大都采用势流理论求解这些问题，但较难考虑强非线性效应和粘性效应，这使得研究结果不能很好地反映实际工程所面临的真实问题。本文基于粘性流理论，采用高阶CIP (Constrained Interpolation Profile)数值方法建立了二维多相流强非线性粘
本文采用欧拉-拉格朗日方法，对超声速气流中横向液体射流喷雾过程进行了数值模拟，以区域分解策略，实现了并行计算。在喷雾过程的不同阶段，各区域的液雾浓度发生变化，液雾浓度差异导致各区域离散相计算负载不同，各个进程的计算负载在模拟过程中变化明显。各进程负载有较大差异时，严重影响并行效率，降低了计算资源的利用率。