【摘 要】
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本文采用基于RANSE的船舶水动力学CFD求解器,开展螺旋桨模型敞水数值模拟研究,求解器采用基于Laplace权函数插值计算的交界面方法,实现不同计算域之间的耦合计算.以典型螺旋桨模型为对象,研究不同计算方法、网格形式,以及交界面位置对计算结果的影响,通过多方案的对比计算与分析,验证了Laplace权函数插值方法能够提高螺旋桨敞水计算稳定性,保证计算精度.同时给出了螺旋桨敞水性能数值计算的推荐方案,并采用推荐计算方案开展了螺旋桨模型敞水性能计算应用测试,结果与试验数据符合良好,初步建立了基于该水动力学CF
【机 构】
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中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082
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本文采用基于RANSE的船舶水动力学CFD求解器,开展螺旋桨模型敞水数值模拟研究,求解器采用基于Laplace权函数插值计算的交界面方法,实现不同计算域之间的耦合计算.以典型螺旋桨模型为对象,研究不同计算方法、网格形式,以及交界面位置对计算结果的影响,通过多方案的对比计算与分析,验证了Laplace权函数插值方法能够提高螺旋桨敞水计算稳定性,保证计算精度.同时给出了螺旋桨敞水性能数值计算的推荐方案,并采用推荐计算方案开展了螺旋桨模型敞水性能计算应用测试,结果与试验数据符合良好,初步建立了基于该水动力学CFD求解器的螺旋桨模型敞水数值模拟方法.
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本文针对任意形状的纯浮力浮体,在小扰动假设下,建立了上浮运动稳定性的分析方法,给出了稳定性判据.对工程上应用的某钝体浮体,采用RANS方程,并以RNG k-ω湍流模型计算了上浮阻力.然后基于标准k-ω模型来计算其位置水动力,以SST k-ω湍流模型预报其旋转水动力,按准则给出了上浮过程稳定的预判.通过实尺度浮体的水池试验,其稳定性得到了最终验证,也表明了本文稳定性判据可以用于工程设计.
基于旋涡对空化的影响,本文采用考虑旋转修正的SST-CC湍流模型和基于涡识别修正的Zwart空化模型,对喷水推进泵叶轮内部空化涡流场进行数值模拟研究.分析了推进泵在不同空化数条件下的水力特性和空化现象,比较了不同种类涡识别方法在辨识空化涡流中的适用性.研究结果表明,数值计算得到推进泵的扬程、功率和效率等性能参数以及叶轮内的空化现象,与参考实验吻合较好.分析了叶片表面和叶顶间隙附近空化区域内的含汽量特性;针对推进泵叶顶间隙空化涡的辨识研究,对比了压力准则、涡量准则、Q准则、A2准则和无量纲化的Ω准则,揭示了
本文针对试验中的柔性立管涡激振动响应特性问题,使用HHT方法进行分析.首先,将试验中获得的应变时历转化为位移时历,并进行EMD分解,分析确认分解结果的正确性.然后,根据分解结果,统计分析立管涡激振动模态数与流速的关系.之后,使用HHT方法分析立管涡激振动的频率响应特性,获得确认立管振动阶数的方法,在试验中发现“倍频”现象,并总结“倍频”现象分布的流速区间.最终,通过观察立管振动位移的时空分布,获得立管振动的阶数,发现了振型的不对称特性,并分析其导致模态混淆的原因,同时观察到立管振动模态的激励发展过程,并最
船舶的大型化与高强钢在船舶建造中的应用,导致船舶在航行过程中易发生波激振动,增大了船体结构疲劳破坏的风险.目前,基于谱分析的疲劳损伤计算方法是相对较为精确的船舶疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便.而设计波法的计算效率高,但其累积损伤结果相对偏小,可能给船舶疲劳安全带来安全隐患.本文基于传统的设计波法,提出了一种计及波激振动的船舶结构疲劳损伤计算方法,并用该方法对一艘集装箱船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算热点的累积损伤值.将该方法所得结果与谱分析法和试验计算所得的结果比较可
电解铝一直被认为是高耗能、高污染的行业,属国家环保限制类行业,国内外专家、学者一直致力于电解铝技术的革新,在电解槽结构的技术改进方面进行了大量的探索和实践.本文论述了新型铝电解槽的连续阳极、惰性阴极和分隔法等新技术,结合当前国家提出的碳排放、碳达峰的环保目标,重新定义了节能的概念,以期推动电解铝绿色、数字化发展.
本文采用非定常RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格技术,通过Fluent二次开发平台编写程序代码实现流固信息交换,实现非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动并行数值计算.主要研究雷诺数在3×104～1.2×105范围内入口湍流强度对非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动的影响.研究结果发现,入口湍流强度的增大会引起尾涡拉长,使得非对称粗糙带单圆柱和串列双圆柱下游圆柱的振幅比减小,且会削弱圆柱振子的振动偏移现象;随着雷诺数增大,非对称粗糙带单圆柱和下游圆柱的尾涡数量增加,依次出
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