UUV海底定点停驻受力特性及稳定性分析

在简单介绍海底定点停驻UUV概念及工作过程的基础上,建立了其在海底时的稳定性分析模型,并推导出了航行器负浮力、主轴与两支撑点之间的半角θ、流体动力Fx、Fy之间的关系。为了研究航行器在海底时的流体动力特性,采用Ansys ICEM对其离海底不同距离及海底有不同倾角时的情况进行结构化的网格划分,并应用CFX软件对其在不同水流速度下的外围流场进行数值仿真,得到了其在海底时所受侧向力、升力随距海底的距离、海水流速及海底倾角的变化趋势。最后,对航行器在海底时的稳定性进行了分析并得到了一组能够保证航行器海底稳定的较好参数。     

土地处理系统流态试验及异重流的影响

在土地处理系统的反应器中进行流态试验,考察适用于土地处理系统流态试验的方法,并挑选重现性好的示踪剂.试验结果表明,土地处理系统水流流态为推流式,体积效率达到95%以上,轴向扩散属于中等分散程度,但存在一定的滞留区.采用阶跃法进行流态试验会由于异重流的影响使试验结果不能反映出反应器的真实流态：采用升流式运行,升阶法会增加平均停留时间,具有很好的推流效果和很低的扩散系数,降阶法则相反;降流式运行,降阶法增加了平均停留时间,有更大的体积效率,升阶法则降低了水流推流效果.因而阶跃法不适合土地处理系统的流态试验.脉冲法采用罗丹明B作为示踪剂的试验结果比NaCl具有更好的重现性、更加准确.     

水润滑石墨轴承设计及润滑性能研究

以某主泵电机中的关键部件──水润滑推力轴承为研究对象,结合轴承运行工况,在前人研究的基础上,以低粘度流体动压润滑理论为基础,通过理论分析及试验研究,确定轴承摩擦副材料,设计出适合此工况条件的推力轴承结构.分析了影响水润滑轴承润滑性能的因素,提出提高其润滑性能的具体方法,从而保证水润滑石墨轴承具有良好的润滑特性,提高其使用寿命.     

考虑粘性泥沙运动的黄河口二维水沙输移数学模型

为研究黄河口的水沙输移规律,采用基于无结构三角网格下的有限体积法建立了平面二维水沙数学模型.模型中分别采用不同方法处理粘性和非粘性沙的输移源项,并引入经验证的粘性沙输移源项改进公式.采用已有的概化水槽冲淤试验资料对模型进行了验证,然后应用于1982年6月至1983年5月期间黄河口水沙输移的数值模拟,计算得到的潮位过程及冲淤量与实测资料符合较好,结果表明模型能够较好地模拟考虑粘性沙运动的黄河口非均匀沙不平衡输移.最后比较了不同泥沙输移源项处理方式对模拟结果的影响,计算表明在黄河口水沙输移数值模拟中需要采用非均匀沙模型并同时考虑粘性和非粘性泥沙的输移.     

A DEM‐based parallel computing hydrodynamic and transport model

The sudden and accidental water pollution response system (SAWPRS) for Yangtze River in central China required to develop a hydrodynamic and transport model, which is readily available and capable of simulating a large river system within GIS environment. This study facilitates such effort by developing a parallel computing method based on digital elevation model (DEM) using overlapping domain decomposition approach (ODDA) and message passing interface (MPI) protocol. The hydrodynamic and transport model was redesigned using finite volume method for hydrodynamic and transport model dispersion, the SIMPLEC method for solving the flow field, and the pressure weighted interpolating method for the flow field modification. This modelling approach was verified in two experiments using different sets of computer clusters. The model output was evaluated against the measured data collected for the year 1998 for Wanzhou, an upstream river segment of Yangtze River. The relative error was found to be less than 10%. The performance of parallel computation was found excellent as evident from the cost efficiency values greater than 0.81 in both experiments and increased computation speed while increasing the number of computer clusters. Overall, the parallel computing modelling system developed here was found to meet all requirements of SAWPRS. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

地形演变对黄河口切变锋位置及盐度分布的影响

基于FVCOM三维海洋数值模式建立了黄河口水动力模型,通过实测资料对数值模型进行了验证。验证结果表明建立的模型能很好的反映研究区域的水动力特性。利用该模型的数值模拟较好地再现了黄河口切变锋现象,并对两种不同类型的切变锋的形成、传播和持续时间的规律进行了分析研究。利用历年来黄河口地形演变的大致规律对黄河口附近的水下地形进行了演变,发现地形对切变锋形成位置有一定的影响,例如随着地形向外海淤进,切变锋的位置也随之向外海移动。还研究了地形的变化对黄河口海域盐度分布的影响,发现随着地形的演变,低盐度海水分布的范围会随之变大。     

EFFECT OF ESCAPE DEVICE FOR SUBMERGED FLOATING TUNNEL （SFT） ON HYDRODYNAMIC LOADS APPLIED TO SFT

This paper presents a potential approach to settle the problem of surviving major safety accidents in Submerged Floating Tunnel (SFT) that detachable emergency escape devices are set up outside SFT. The Computational Fluid Dynamics (CFD) technology is used to investigate the effect of emergency escape devices on the hydrodynamic load acting on SFT in uniform and oscillatory flows and water waves by numerical test. The governing equations, i.e., the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and standard turbulence equations, are solved by the Finite Volume Method (FVM). Analytic solutions for the Airy wave are applied to set boundary conditions to generate water wave. The VOF method is used to trace the free surface. In uniform flow, hydrodynamic loads, applied to SFT with emergency escape device, reduce obviously. But, in oscillatory flow, it has little influence on hydrodynamic loads acting on SFT. Horizontal and vertical wave loads of SFT magnify to some extend due to emergency escape devices so that the influence of emergency escape devices on hydrodynamic loads of SFT should be taken into consideration when designed.     

梯级电站建设对水质的影响

采用一维水动力数学模型和水质数学模型,对梯级电站建设前后的CJ江干、支流的水质变化进行研究,预测CJ江2020年5个梯级电站建设后干流水质主要参数的变化情况。结果表明,各梯级电站水库蓄水后各坝址处平均DO质量浓度将较建库前略有下降,BOD5和NH3-N的质量浓度呈下降趋势,TP质量浓度变化较小。     

液力变矩-减速装置制动特性流场分析

为准确获取液力变矩-减速装置的制动特性,建立了某型液力变矩-减速装置制动工况下各叶轮及辅助液力减速器流道模型。运用CFD技术分析了液力变矩-减速装置泵轮、涡轮闭锁状态下在1000～2000r/min转速时的各叶轮及辅助液力减速器流道内部速度流线、压力场分布特点,并进行了制动特性仿真计算。仿真结果与实验结果对比计算误差在10%以内,表明仿真方法和仿真模型准确、可靠。     

新型液力变矩减速装置变矩工况叶轮有限元强度分析

基于单向流固耦合理论建立了某型液力变矩减速装置叶轮有限元强度分析模型,分析了模型的载荷及边界条件,进行了求解计算与结果后处理。通过实例分析,研究了液力变矩减速装置叶轮在变矩工况下结构强度问题,得到了各工作轮极限工况的等效应力分布和总体变形量,为液力变矩减速装置叶轮强度分析提供了一种有效的方法。