船舶螺旋桨流场及水动力数值分析

随着数值计算和计算机技术的飞速发展,计算流体力学已经发展成为流体力学的主要研究手段,作为船舶优化设计和航行性能分析的基本工具,在船舶水动力学分析中得到广泛应用。该文针对船舶螺旋桨流动模拟,描述使用的网格模式和数值方法,探讨水动力计算结果对网格尺度、几何精细度表达及边界层网格形式的依赖性和敏感性,同时在数值模拟的基础上分析螺旋桨叶片边界层、梢涡和尾涡的流动特征,以及螺旋桨流场与水动力的联系。     

水下运动体体效应内波理论分析研究

基于势流理论对分层流中运动物体产生的内波进行了分析,其中采用线性自由面条件,通过傅里叶变换法,建立了体效应内波的预报模型,并对跃变分层中水下卵形体的内波进行了计算和分析。计算结果与文献理论结果吻合良好,表明了本研究建立的体效应内波预报模型的正确性。     

船模数值水池框架及其研究基础

本文提出了自主研发我国船模数值水池的初步设想.在对国外船模数值水池最新发展动态分析的基础上,运用系统工程概念开展顶层设计研究,制定了总体研究思路,确定了总目标、技术指标体系、主要研究内容,进行了关键技术分析,给出了研究方案设想,并介绍分析了目前国内的研究基础.船模数值水池的研究建立,将可大大缩小船舶计算流体学研究领域内的国内外差距,显著提高国内船舶创新设计水平和船舶设计的国际竞争力,促进我国船舶工业的跨越发展.     

基于非结构网格的螺旋桨周围流场大涡模拟

采用基于非结构网格的有限体积法对螺旋桨的水动力性能和周围黏性流场进行了大涡模拟,在加权最小二乘法重构流动物理量梯度的基础上,分别以三阶精度的UMUSCL(Unstructured Monotonic Upstream-centered Schemes for Conversation Law)插值方法和方向导数法离散控制方程的对流项和亚格子应力项,计算得到的螺旋桨的定常水动力性能、叶片表面压力和尾流场速度与试验吻合很好.     

二维水翼局部空泡脱落特性数值分析

空化是水动力学中特有的一种物理现象,研究空化现象对改善水力机械和舰船推进器性能具有很现实的工程意义,发展空泡流动的数值模拟技术是现在空化研究领域中的热点.本文通过Fluent软件提供的二次开发接口,把基于状态方程的空化模型添加到Fluent软件中,并采用非线性汽、液湍流黏性计算模式实现了二维水翼定常、非定常空泡流动的数值模拟.计算的定常空泡翼型表面的压力分布与试验吻合较好,模拟了非定常空泡从初生、发展、断裂、脱落以及在下游溃灭的整个过程.揭示了空泡内部流动结构和非定常周期性脱落的原因.通过数值模拟与试验对比,研究了空泡脉动的数的规律.     

人水初期流场的测量方法

计算机技术、激光技术和图象处理技术的发展带动了流场测试技术的迅速提高，PIV技术克服了以往流场测量方法中单点测量和不能测量瞬态流场的局限性，它成功地应用于物体入水初期流场的测量，为研究此类流动提供了一种新的途径。本文简单介绍了PIV测量物体入不初期流场的方法并给出了试验结果。     

入水初期流场的测量方法

计算机技术、激光技术和图象处理技术的发展带动了流场测试技术的迅速提高,PIV技术克服了以往流场测量方法中单点测量和不能测量瞬态流场的局限性,它成功地应用于物体入水初期流场的测量,为研究此类流动提供了一种新的途径.本文简单介绍了PIV测量物体入水初期流场的方法并给出了试验结果.     

三维水翼云空泡非定常特性数值分析及试验验证

采用Singhal空化模型和修改的κ-εRNG湍流模型,数值模拟了三维扭曲水翼非定常空泡流动及其云空泡的动态脱落,空泡形态、流场等定性结果与相应的试验结果进行了比较。预报的回射流和侧射流的流动特性,以及云空泡的动态脱落的主要特征与试验结果相一致。计算结果表明,对于外形为凸形的片状空泡,侧射流是片状空泡脱落的主要原因。     

复杂外形建筑物黏性流动CFD数值研究

该文以南通体育场馆为研究对象,在三种不同粗细网格上进行了黏性流场的数值模拟,比较了屋盖升力系数和流场细节,获得该类型建筑模型流场计算所适合的大致网格数, 在获得大致网格数的情况下,还比较了几种不同的湍流模式下的数值结果的差异,最后将数值模拟结果和试验结果进行了分析,结果令人满意.     

螺旋桨非定常力的黏性数值分析

基于黏流的数值模拟技术在非均匀来流情况下对DTMB P4119桨所受的非定常力进行了分析.该桨已在DTMB用给定的非均匀轴向进流场做过非定常水动力测量,故本文计算用该进流场作为进流条件并把该试验结果用来验证.计算过程分析了网格数的收敛性. 非定常力的计算的预报结果,明显地反映了1阶,2阶及3阶叶频的轴承力幅值与进流阶调的耦合效应.通过计算结果与试验结果的对比,不论是非定常力的演变特征还是脉动幅度都与试验结果吻合良好.通过简单定性分析认为通过计算得到的非定常力预报螺旋桨线谱噪声误差将在3dB以内,比较理想.