基于SBD的喷水推进船自航性能数值优化研究

为提高喷水推进三体船的自航性能,该文采用基于仿真设计(SBD)方法,结合船体几何重构、CFD水动力预报、试验设计方法、近似模型和粒子群算法等技术搭建了多目标优化框架,对喷水推进三体船进行了“船体+喷泵”自航性能数值优化研究。优化结果表明：在设计速度下,三体船阻力降低3.9%,推进效率提高4.4%;流道进口前型线变平和减小喷水推进器布置距离,有利于喷水推进器推进性能的提高;尾封板向上提升,可使船体阻力下降的同时,增加推进器的推力。该文可以更好地理解船体型线及喷水推进器布置对喷水推进船阻力和推进性能的影响,具有一定的学术科研价值和工程实用价值。     

喷水推进船操纵运动数学建模仿真分析

喷水推进船具有高航速、浅吃水等特点,回转性能优越。该文以喷泵和喷水推进船为研究对象,首先采用称重法,开展喷泵流量标定试验;而后基于裸船体和带四个喷泵的船体,开展水池中约束模平面运动机构模型试验,如斜航运动、横荡运动、摇首运动及自航操舵试验等,获取船体水动力和喷口流量;再采用最小二乘法,回归分析得到相关的水动力导数,建立整体式和分离式操纵运动数学模型,编制喷水推进船的操纵运动程序,数值模拟30°回转运动和10°/10°z形试验,并与外场自由自航模操纵性进行比较。数值模拟结果显示：通过整体式运动数学模型和分离式运动数学方法,战术直径误差在5.5%以内,第一超越角误差为2°左右,这两种方法都能较好地吻合模型试验结果。相较而言,基于整体式运动数学模型的模型试验或CFD数值计算的难度更高且经济成本较大,而在实际工程数值模拟中,基于分离式运动数学模型的数值模拟更容易实施。     

高速方尾船斜航状态的水动力试验研究和数值计算

本文通过流场观测和斜拖试验,分析了高速方尾船在斜航状态下的绕流流态,船体运动姿态和水动力特点,认为航速引起船体航行姿态的变化是导致这类船水动力变化的首要因素。采用Hess-Smith方法计算了船体运动姿态随漂角和航速的变化规律;用在重叠模表面分布复合型奇点的边界元法,并在船体背流面分布剥离涡片,直接求得船体表面压力分布和绕流场。计算中考虑到方尾船尾流特点,将船尾流线延长形成“假尾”。文中计算了船体横向力、首摇力矩和压力分布,与试验数据吻合良好。     

澜沧江船舶航行阻力及通航水力指标研究

采用螺旋桨推力与船舶航行阻力相平衡的原则,以兹万科夫水流阻力计算公式为基础,根据澜沧江实船静水航速试验资料,以船舶浸水面积与水流佛劳德数为典型参数,对原兹万科夫公式进行了修正。提出了适合于澜沧江代表船舶的水流阻力计算公式。结合坡降阻力计算,探讨了多种工况下的船舶推力和航行阻力的计算问题,提出了一系列急流滩消滩流速—比降组合。并建立了应用方便、结构简单合理的澜沧江通航水力指标,即船舶能自航上滩的最大流速—比降关系式,为澜沧江航道的规划、设计及整治提供了理论基础。     

基于船-推耦合模型的喷水推进器水动力性能数值分析

船-推相互作用将对喷水推进器的性能产生显著影响，是喷水推进器优化设计中必须考虑的关键问题。该文以某水面快船-喷水推进器系统为研究对象，基于求解RANS方程和SST k-ω湍流模型，分别采用VOF多相流数值方法和多重参考坐标系(MRF)方法，对喷水推进器的敞水性能及其装船后的自航性能开展数值计算。通过对比不同计算工况下的喷水推进器外特性与内部流动特性，分析并总结了船-推相互作用对喷水推进器性能的影响规律和影响机理，结果表明：喷水推进器装船后，将偏向高流量工况运行，且偏移程度与船体所处的航行状态直接相关；自航时的船体运动姿态还能改善喷水推进器进水流道唇部的流动分离现象，提高喷水推进的总体效率。     

动水域进行静水航速试验的测算方法

受条件限制,某些河道的静水航速实船测试不得不在动水域进行.由于动水域水面坡降的存在,船舶推力需克服坡降阻力而不能全部为航行提供动力,对水航速代替静水航速会造成一定偏差.通过在澜沧江动水域进行的静水航速实船测试试验,提出了阻力平衡法和阻力同比法以修正静水航速,两种修正方法结果差异不大,而阻力同比法更为简略.理论和实例分析表明,对水航速是否能代替静水航速取决于坡降阻力所占船舶推力比例的大小.     

船艏侧推槽道涡流与水动力性能数值模拟研究

该文基于CFD方法研究了船舶侧推器槽道开孔深度对船体阻力的影响。侧推槽道一般位于船艏,与来流方向垂直。由于流动分离作用,槽道内外会形成旋涡流动,此旋涡流动的稳定性对船体的阻力产生了一定的影响。该文采用RANS方法研究了不同侧推槽道深度下槽道内外旋涡的流动特征,并分析了船体阻力的变化规律。研究表明：当侧推槽道开孔深度与开孔直径比达到0.4时,船体阻力增加超过1%,船体阻力增量达到最大;当继续增加槽道深度时,船体阻力增量下降。通过流场关联性分析也可以发现,槽道内部涡流的稳定性及多涡流间的干扰也是造成船体阻力增加的一个因素。该研究成果可为船体艏部侧推器的槽道设计提供技术参考。     

水面舰船加装减阻节能球鼻艏研究

该文基于波形叠加的消波原理,对一艘仿阿雷.伯克级大型驱逐舰加装减阻节能球鼻艏进行研究,研究表明大型驱逐舰加装减阻节能球鼻艏可获得较好的减阻效果。文中首先给出了基于细分曲面表达船型,采用船体曲面法向量分量表示源强的船舶兴波阻力及波形计算的数值方法,通过与实验结果的比较,分析了该方法的合理性和有效性;在此基础上通过逆向设计法优化计算和分析得到了一仿阿雷.伯克级大型驱逐舰船型加装减阻节能球鼻艏消波减阻定性规律和定量效果,在特定的中高航速下通过减阻节能球鼻艏优化设计可以使兴波阻力最多减少33.7%。     

带扭曲舵船舶自航因子数值预报

为研究扭曲舵的节能效果,以标准船模KVLCC2为对象,设计了合适的扭曲舵,进行基于CFD方法的实船自航因子预报。该文首先以带常规舵的船模为对象进行了船-舵模型阻力试验、螺旋桨模型敞水试验和船-桨-舵模型自航试验数值模拟,通过数值结果与试验结果的对比,验证了数值方法的有效性。然后根据螺旋桨尾部流场设计扭曲舵,进行了带扭曲舵的船-舵模型阻力试验和船-桨-舵模型自航试验数值模拟,基于数值模拟结果,分析得到了实船自航因子,并将其与带普通舵的实船自航因子进行比较;结果表明,所设计的扭曲舵可以较好地提高螺旋桨推进效率,使相同航速下的螺旋桨转速降低,达到期望的节能效果。     

航速对桥区行进船舶受力和重心位置的影响研究

航行船舶与桥墩间的水动力作用随航行速度不同而变化,致使船舶在航行过程中受力及航行姿态发生变化。采用物理模型试验验证和数学模型计算相结合的方法,以船舶航速为变量,分析了船舶沿程受力、艏摇力矩及重心位移受航速影响的变化规律。研究表明:随着航速的增加,船舶受到的横荡力、艏摇力矩正负峰值相应增加;船舶航速越高,船艏驶至桥墩尾涡负压区时,船舶越容易横向靠近桥墩;船尾驶至桥墩尾涡负压区时,航速越高,船尾越容易横扫桥墩,且后续航行过程中船舶横向远离桥墩偏航越大。研究成果可为后续研究船舶运行安全性和工程中确定安全的船桥间距提供参考。     

外加剂减水率测量不确定度评定

随着科学技术的进步,外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺和料及水以外的第5种必备材料。减水率作为检测外加剂的一项重要指标,对判定外加剂品质的优劣起到重要的作用。根据检测数据的统计分析、计量器具的误差及仪器设备自身等实际情况进行类别判定,通过各因素的不确定度评定、合成、扩展,最终得出外加剂减水率不确定度,对外加剂减水率检测结果的可信度具有指导意义,为客观、公正评价外加剂的品质提供了有力保障。     

Analysis of causes of erosion-corrosion wear of the metal of internal surfaces of watered regions of tubes of heat-exchange devices

Causes of the appearance of erosion-corrosion wear (ECW) on inlet regions of tubes of heat-exchange devices are considered. Experimental data are used for determining the mechanism of the ECW process and suggesting measures for its prevention. __________ Translated from élektricheskie Stantsii, No. 11, November 2005, pp. 56–62.     

水文模型参数敏感性的区间分析

介绍SIMHYD降水径流模型的结构及计算原理,利用该模型模拟了丹江口以上汉江上游流域的月流量过程,并采用区间分析方法分析SIMHYD模型参数的敏感性。结果表明:SIMHYD模型可以较好地模拟该流域的月流量过程;根据参数敏感性大小可将SIMHYD模型参数归为3类:第1类为敏感参数,如SMSC和SUB;第2类为较敏感参数,如CRAK和K;第3类为非敏感参数,如INSC,COEFF和SQ。     

几种计算河流纵向弥散系数方法的比较

以水团示踪试验为例,介绍和比较了直线图解法、相关系数极值法和最优化计算法等不同的河流纵向弥散系数计算方法,指出:直线图解法在一定程度上克服了单站法和双站法的不足,但在分析河流水团示踪试验数据时,需用差分计算代替c-t曲线导数的计算,在这个过程中会产生一定的误差;相关系数极值法计算过程比较复杂,但与其他方法相比,可以避免图算过程,能够消除人为因素对计算结果精度的影响,而且还能够计算河流横断面面积;最优化计算方法多用于分析各种单站的实际观测资料.     

Evaluation of the margin of strength of concrete of the Sayano-Shushenskoe dam

Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 4, pp. 48–53, April, 1989.     

德泽水库混凝土面板堆石坝趾板混凝土裂缝处理

德泽水库大坝为混凝土面板堆石坝,大坝的趾板建在弱风化岩基上,趾板采用C30W12F200混凝土,趾板在浇筑完成后经检查共发现有62条裂缝,总长度达169.64 m。为了对裂缝进行有效地处理,详细分析了产生裂缝的原因,并针对不同类型的裂缝采取不同的处理措施,如Ⅰ类裂缝用化学粘补材料进行修补,Ⅱ类裂缝采取先环氧砂浆钻孔灌浆、再粘补表面的方法修补。所有裂缝经处理后,均达到防渗设计要求。     

桂林城市化水文效应分析

城市空间在流域内的范围很小，但城市化对降雨径流的形成影响很大，城市化对水环境改变也十分显著，造成水资源污染和供需矛盾日益突出。城市水文水资源研究对城市规划与建设有着十分重要的意义。     

珠江磨刀门整治效果分析

实施磨刀门治理开发工程后,原浅海区变成"一主一支"(磨刀门主干排洪通道和洪湾航运通道)的河道格局,通过采用实测水文、地形、遥感、调查资料分析和数学模型计算,分析整治工程对排洪、防潮、航运、灌溉、排水、供水、滩涂资源综合利用等方面的效果,并与规划预测作对比,评价磨刀门治理开发工程的实施效果.     

"十一五"期间鹤岗市水资源合理配置问题探讨

分析了鹤岗市水资源开发利用现状;预测了城市需水量;提出了"十一五"期间水资源合理配置的对策与措施。