Recent advances of cerium oxide nanoparticles in synthesis,luminescence and biomedical studies：a review

Nanostructured cerium oxide (CeO2) commonly known as nanoceria is a rare earth metal oxide, which plays a technologi-cally important role due to its versatile applications as automobile exhaust catalys...     

螺旋桨诱导的船尾脉动压力的数值模拟

利用奇点分布的方法计算船尾脉动压力．在用面元法计算螺旋非定常水动力性能的基础上,在船舶尾部分面元并分布奇点,通过迭代求解船尾和螺旋桨的相互影响,在此计算过程中,采用较为简捷的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双面曲形状的面元以消除面元间的间隙,Newton-laphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件,使桨叶上下表面的压力在随边有良好的一致性,在计算面元的影响系数时,应用了Morino导出的解析计算公式,加快了数值计算的速度．从面元法的基本积分方程得到的偶极强度和源汇强度,直接求得流场中的速度分布,并以此计算船尾和螺旋桨的相互影响,得到稳定的流场以后,通过伯努里方程计算船尾压力分布,并通过傅里叶变换得到各个阶脉动压力,最后将计算结果和试验结果作了比较分析。     

非定常流场中机械胸鳍的水动力性能分析

针对刚性胸鳍建立了二自由度、三自由度的运动模型,通过对基于求解雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程的商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用动网格技术以及强大的后处理系统,计算了刚性胸鳍在粘性流场中的水动力性能.对于充分发展的湍流采用RNG k-ε模型,而对于近壁区流动采用壁面函数法进行处理.为克服数值模拟高雷诺数时的数值不稳定性,计算中采用了QUICK迎风格式.将数值计算结果与物理实验结果进行比较和分析得知,运用FLUENT软件求解该问题是切实可行的.     

仿胸鳍推进系统的水动力实验研究

为了研究仿生力学在非定常流动中的应用,针对刚性胸鳍建立了二自由度运动模型,设计了实现二自由度运动模式的仿胸鳍操纵系统的实验装置.胸鳍推进系统主体由两个伺服电机控制系统组成,能够产生限定范围内的各种预定的摇翼运动和前后拍翼运动的组合.研究耦合运动的相位差、摆动频率、滚转幅值、拍动幅值、滚转偏角、拍翼偏角等参数对胸鳍水动力性能的影响,得到各水动力系数在一个周期内随时间的变化趋势.实验结果为研发高机动仿生水下机器人奠定了技术基础.     

肥大型船伴流场数值模拟的网格划分方法研究

船体伴流场的预报与分析,对于螺旋桨的减震降噪、螺旋桨推进效率的提高是至关重要的.为寻求适合肥大型船伴流场的数值预报方式,使用通用CFD前处理软件ICEM CFD探讨了某肥大型船伴流场数值模拟的网格划分方法,并对影响该肥大型船尾部伴流场的一些关键网格的划分做了比较和分析.通过不同网格划分方法所得到的数值结果与实验结果的比较,得出了适合肥大型船伴流场的网格划分方法.同时,为验证该网格划分方法的适用性,对某化学品运输船和集装箱船的桨盘面伴流场进行了预报,其结果与试验值符合良好.三条船伴流场的数值结果表明,该网格划分方法在肥大型船粘性伴流场的预报上具有适用性.     

近尾迹中平板对钝物体的干扰

为了减小作用在钝物体上的交变力进而有效地降低结构振动和噪声,以有限体积法分别采用层流模型、标准k-ε湍流模型,计算了不同Re数和截面形状的钝物体的流体动力性能;并通过在钝物体近尾迹区域水平布置一平板,降低上游钝物体尾涡脱落频率和作用在钝物体上周期性交变力.研究发现存在最优的平板布置位置,可以最大程度地降低作用在钝物体上的周期性交变力以及斯特罗哈数.同时,随着平板尺度的增加,钝物体和平板的升力系数、阻力系数也都随之减小.     

悬链线式系泊及立管系统等效截断设计

为解决海洋工程水池横向跨度不足的问题,对悬链线式系泊、立管系统进行等效截断设计,根据静态特性相似准则提出3种系泊线截断方案.方案1仅截断底部系泊线,方案2仅截断中间部分系泊线,均适合于横向跨度相对较大的情况.当跨度相对较小时,采用方案3,对底部和中间部分系泊线按一定比例都进行截断.而立管成分单一,直接进行截断设计即可.提出各方案的截断设计步骤,以及系泊线、立管的特性参数与自身截断因子之间的关系式.并针对一作业水深914 m的内转塔式FPSO系泊、立管系统进行截断设计和时域耦合分析,截断前后系统静态特性、平台总体响应和系泊线受力都吻合良好,并与已有全水深试验结果一致,证明了等效截断设计的合理性和正确性.     

基于滑移网格技术的船桨相互干扰研究

船体和螺旋桨的相互干扰是非定常的,采用力场模拟和混合面模拟等方法,虽然能解决一些实际问题,但是在模拟实际流场的非定常性上则显得不够精确.为了研究船桨相互干扰的非定常水动力性能,基于滑移网格技术,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用DES湍流模型,实现了船体、螺旋桨、完整船桨组合这3种模型的水动力性能研究.预报值和试验值的比较显示,这3种模型的预报结果都和试验值吻合良好.同时,计算结果揭示了船体和螺旋桨的这种相互干扰,对湍流边界层影响不大,但是对船体表面和螺旋桨桨叶的静压力分布影响很大.     

船舶螺旋桨叶片环量的数值优化

螺旋桨叶片环量分布的优化问题是船舶螺旋桨理论设计中的重要课题，以往的求螺旋桨叶片最佳环量分布的方法多基于Betz条件，因而只对均匀来流的情况是正确的。利用螺旋的升力线模型和变分法原理对螺旋桨叶片环量分布进行了数值优化。优化可分别在给定推力负荷系数和给定功率负荷系数的情况下进行。数值优化计算中计入了粘性影响和来流的径向非均匀性，并以采用镜像涡的方式考虑了桨毂的影响。在文中计算的各种情况下都得到了合理的优化结果。