舰船主舵/襟翼舵广义预测联合控制规律研究

水动力学表明,襟翼舵的存在大幅度地提高了升力系数值。目前工程使用中的主舵、襟翼舵之间依靠机械连动,转角之比为固定关系,限制了主舵／襟翼舵优良水动力特性的充分发挥。本文综合优化船舶定向航行精度和控制能量消耗,提出多变量广义预测控制理论设计具有可变转角比关系的主舵、襟翼舵联合控制规律。仿真表明,控制器具有良好的效果,与常规流线型舵和转角比为比例关系的主舵／襟翼舵相比,同样航向精度下此种控制策略摆舵消耗     

桨后扭曲舵的理论设计及水动力性能计算

采用面元法计算了螺旋桨与舵之间相互干扰的水动力性能并在此基础上设计出扭曲舵,采用迭代处理计算了螺旋桨与桨后扭曲舵相互干扰的定常水动力性能.在计算面元的影响系数时,应用了Morino导出的解析计算公式,以加快数值的计算速度.分析比较了不同进数系数时,普通舵与扭曲舵的助推效率.对于两者在不同进数系数下的操舵力矩进行了比较,与普通舵相比扭曲舵并未使船舶的操舵力矩恶化.计算结果表明,该设计的扭曲舵与普通舵相比可以产生附加推力,能够吸收螺旋桨的尾流动能起到助推节能的作用,最大助推效率可以达到3%.     

船舶螺旋桨后尾流速度场理论计算

研究船舶螺旋桨后尾流速度场对于利用桨后节能装置回收螺旋桨后尾流中的旋转动能及研究桨、舵、附体之间的干扰有重要意义.本文采用准非线性螺旋桨升力线理论方法计算了螺旋桨后尾流场的轴向、切向和径向诱导速度,给出了内、外场诱导速度的计算公式及一个MAU系列四叶桨后诱导速度的计算结果,所得结果与日本用激光测速仪测得的结果相吻合.     

面元法计算桨后舵附推力鳍水动力性能

为了提高船舶的推进性能,达到节能的目的,采用升力面法和基于速度势的面元法分别计算螺旋桨与舵附推力鳍的水动力性能,对影响推力鳍助推性能的几个主要参数进行了变尺度研究.采用双曲面元以消除面元间的缝隙,采用迭代计算来处理螺旋桨与舵附推力鳍的相互干扰.计算了在舵附推力鳍影响下螺旋桨尾流场周向诱导速度沿径向的分布.从理论上说明了推力鳍的助推节能原理,分析了加装舵附推力鳍之后螺旋桨水动力性能的变化.计算结果表明,舵附推力鳍可以吸收螺旋桨尾流场的部分旋转能量产生附加推力,其助推效率可达3%～4%.     

桨后舵片空泡的分离涡模型模拟及实船舵空泡试验

为深入了解水面高速舰船的舵空化性能,本文采用计算流体力学(CFD)法对考虑船体影响的桨后舵片空泡进行计算,并在国内首次开展了实船舵空泡观测试验。通过对比确定了舵片空泡计算的分离涡模型,研究了螺旋桨和舵空泡发生的先后顺序、舵下端部的空化现象和舵空化的范围,并结合CFD计算和实船试验对不同航速、舵角的舵空泡进行研究,结果表明:在中低海况中的设计航速下,为保持航向航行,水面舰船普通舵表面会先于螺旋桨发生较为严重的片空化现象,且舵面空化范围主要集中在展向0. 1L～0. 6L位置;舵下端部和防腐蚀电极处则先于舵面发生空化。因此,水面高速舰船的普通舵易发生严重空化,而该研究可为研制具有良好抗空化性能的新型舵提供借鉴和参考。     

考虑侧斜及纵倾情况下的船舶螺旋桨最佳环量分布计算

为了获知纵倾及侧斜对螺旋桨最佳环量分布的影响,采用升力线旋涡模型进行了计算分析.把集中的附着涡放置在桨叶的中线即弦长中点处,以计及桨叶侧斜和纵倾的影响,如果桨叶没有侧斜和纵倾,则升力线仍为径向线,否则升力线为一空间曲线.通过对计算结果的对比分析得出:增加纵倾分布可以增大推力系数;侧斜分布对轴向诱导速度的影响与切向诱导速度的影响相反;随着侧斜角的增加,内半径区内的水动力螺距角呈现增大的趋势,而在外半径区的水动力螺距角则呈现减小的趋势.     

螺旋桨性能计算的B样条网格面元法研究

螺旋桨水动力性能的准确预报对避免不良设计所带来振动和噪声,改善螺旋桨性能有着重要的意义.应用低阶速度势面元法建立了预报船舶螺旋桨水动力性能的数值方法,重点对桨叶随边和尾涡面进行研究.鉴于传统网格划分方法的不足,根据螺旋桨表面流场特性,采用B样条网格划分方法对桨叶表面单元进行剖分.文中对原有的等压库塔条件形式进行了改进,在考虑横流影响的前提下,满足随边荷载为零的条件.对计算结果与试验结果进行比较分析,表明将基于B样条的网格划分方法应用于已有的面元法程序中,能够很好地改善计算结果的精度.     

螺旋桨尾流中螺旋梢涡声场的解析计算

通过将螺旋桨尾流中的螺旋梢涡近视地看成具有螺旋对称性的圆柱螺旋涡丝,本文推导出了毂涡和五根螺旋梢涡辐射声场的解析解,以及在给定参数下的数值仿真结果。计算表明速度场和压力场都是时间的基频和倍基频函数,压力脉动的特性得到体现。     

快速推进法计算精度分析及改进

讨论了差分格式,网格间距,速度等因素对快速推进算法（FMM）计算精度的影响。对均匀模型的计算表明,在网格间距不变的情况下,一阶羞分格式的计算误差明显大于二阶差分格式计算误差;在差分格式不变的情况下,网格间距越大,误差越大,二者基本成线性对应关系。速度和误差分布也近似成对应的线性关系。提出了对炮点周同网格进行局部精细处理,可以获得全局上的更高计算精度的处理方法。数值实验表明,在同样差分格式和网格间距下,该方法可以获得较以前方法数倍以上的精度。另外,在保证精度的前提下,采用该方法,可以加大网格间距,从而提高了计算效率。     

电性源发射端接地电阻的理论计算及影响因素分析

在电性源电法勘探中,发射端通常需要布置接地的长导线,同时需要确定供电电流的大小。如果接地电阻过大,就会导致供电电流太小。因此需要了解如何布置接地电极才能有效的降低接地电阻。本文从满足的稳定电流场理论出发,将大地视为半空间均匀无限介质,在计算不同形体接地电极的接地电阻的基础上,分析了接地电阻的影响因素,总结和提出了降低接地电阻的方法。     

建议一个有限元(条)动静力计算程序框图

本文给出的有限元(条)动静力计算程序框图是建立在 CG 法与子空间迭代法联合应用的基础上。它特别适合大型规则结构的静力、稳定及自由振动分析。其特点是省内存,机理简单,易于程序化。文末附有重要子程序 ADDBI     

圆弧空调风道的流场及温度场计算

在空调设计中 ,风道拐弯处的形状是影响空气流动与传热的重要因素。作者对空调中常用的圆弧风道中的流场及温度场分布进行了分析计算 ,指出了涡流损失是风道设计中应考虑的一个重要因素     

基于PowerBuilder的S-P表差异系数计算与算法实现

S-P表评价法是计算机教育测量中一种重要的方法,差异系数是S-P表分析评价中反映S线和P线之间不一致程度的重要指标,通过计算差异系数,可以取得关于被测对象整体情况有价值的信息,为教学效果的改善提供依据。本文基于PowerBuilder软件提出实现算法,并给出流程图和主要源代码。     

圆柱涡诱导振动响应频率计算方法

结构涡诱导振动问题在工程中较为常见,有效的结构涡诱导振动响应动力学行为预测是工程设计和安全生产的基础.研究表明,位于锁定区内结构涡诱导振动响应频率依赖于结构、流动及振动的相关参数,但振幅却与决定响应频率的附加质量之间表现出较小的相关性.结合强迫振动实验得到的响应频率、振幅与附加质量的关系分布规律,给出了一种简单实用的圆柱结构涡诱导振动响应频率计算方法.该方法对小同流动与结构参数下响应频率的计算结果有较高的精度,同时其可较为方便地推广到三维结构响应频率计算.     

中长跑负荷难度的确定、计算和运用

从中长跑训练中的负荷量、负荷难度和负荷密度给运动员施加的困难程度入手,结合训练实践,对负荷难度的确定、计算和运用进行了说明,从而得出了比较科学的理论依据,对运动负荷搭配形式给出了相应的系数,量化了训练负荷,确定了量难度、强度难度和密度难度的计算方法,明确训练负荷的特点,寻找训练的动态作用点,增加新刺激的含量,提高训练的积累效果和运动水平,为教师提供训练的技术理论和方法。     

基于Visual C#和MATLAB的纤维过滤介质性能计算及软件开发

基于Visual C#和MATLAB语言的混合编程,提出纤维过滤介质过滤性能计算的软件开发方案,实现对纤维过滤介质三维结构的重建及其过滤性能的计算。首先通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)成像获得过滤介质内部微观结构二维图像,提取过滤介质的几何参数,根据纤维半径和方向等参数重建过滤介质的三维结构,利用经典的经验公式计算过滤介质的压降和效率。以Visual Studio 2010为开发平台,Visual C#为开发语言,基于dll文件调用MATLAB程序,最终完成该软件的开发。与利用数值模拟或实验方法计算过滤介质性能相比,利用该软件计算过滤介质的过滤性能,方法简单、便捷。