粘性流场中船舶操纵水动力导数计算

以船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对粘性流场中大型船舶操纵水动力导数进行了数值计算.船体按照斜航、不同舵角、纯横荡和纯首摇等状态做运动,得出随船坐标系下作用于其上的水动力及力矩.通过进行基于最小二乘法的曲线拟合,最终求得船舶操纵水动力导数.计算结果表明,纯横荡运动和纯首摇运动的水动力与运动无因次频率呈现较好的线性关系,间接验证了所提出的计算方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算.     

潜体水动力导数的CFD计算方法研究

操纵性是现代潜艇最重要的总体性能之一.研究潜艇的操纵性,需要对潜艇的操纵运动进行预报,因此求得所有的水动力导数值成为操纵性理论分析的前提.利用CFD技术和动网格技术数值模拟小振幅平面运动机构试验,求解了椭球体的水动力导数,并将加速度系数与理论值相比较.流场的求解基于RANS方程和RNGkEpsilon湍流模型,动网格的处理采用Hrvoje Jasak和Zeljko Tukovic的方法,压力和速度的耦合采用PIMPLE方法解耦.流场的控制方程采用有限体积法离散且分离式求解,网格运动的控制方程采用有限元方法离散,网格的分裂采用体和面同时分裂法.结果表明该方法是可行的,从而为潜艇操纵性的理论预报做出一些有益的探讨.     

船舶碎冰区斜航运动的水动力导数预报

目前敞水水动力导数的研究较为成熟,冰水耦合后的船舶水动力导数研究尚处于起步阶段。为求解碎冰工况下冰水耦合后船舶斜航运动水动力导数,使用CFD软件STAR-CCM+中DEM颗粒模拟碎冰粒子,开启DEM模块下双向耦合模式,通过动量、能量交换达到冰块与水耦合作用,并选用小漂角工况分别为0°、2°、4°、6°、8°进行了斜航运动数值模拟。忽略自由液面的影响。分别计算敞水工况以及碎冰工况下船舶所受的侧向力以及转艏力矩,通过对各漂角下无因次后的力以及力矩拟合从而求解出各个水动力导数。考虑冰块的干扰具有随机性所以采用干扰后的力以及力矩最大值以及最小值分别求解对应的水动力导数,形成一个水动力波动区间,更为真实地预报冰水耦合下的船舶水动力导数。通过计算结果表明,敞水工况下船舶各部分水动力导数值与模型统计公式计算值相差不大,冰水耦合后部分水动力导数波动区间端点值出现正负,冰水耦合后水动力导数随机性较大。     

限制水域船舶水动力干扰快速计算方法

船舶数量与尺寸的不断增加导致其在限制水域船舶水动力干扰现象突出,限制水域内的船舶水动力干扰的快速准确预报,有助于船舶智能航行安全的发展.针对此问题,本文提出了一种基于Hess&Smith面元法的数值方法,实时计算浅水中两船平行干扰与会遇过程中的船-船水动力干扰问题.基于低弗劳德数假设,使用合模方法处理自由液面处的边界条...     

内河船舶操纵模拟系统

芜湖海事局与上海海事大学联手在国内首次开发的内河船舶操纵模拟系统．通过了专家验收。     

粘性流场中摆动尾鳍的水动力性能分析

以高性能仿生推进系统在海洋开发中的广阔应用为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其先进的动网格技术以及强大的后处理系统,详细计算了做横移和摆动耦合运动的金枪鱼月牙形尾鳍在粘性流场中的水动力性能.通过研究发现了摆动尾鳍产生的独特表面压力分布以及尾涡变化方式是其产生较高推进效率的内在原因;并着重探讨了不同雷诺数和耦合运动的幅度、频率及其相位差对尾鳍推进性能的影响,对于不同种类的计算工况,推进效率始终对应存在1个最佳值.     

船舶静水航行水动力模型的简化及其应用

针对现有船舶水动力模型考虑因素多、通用性差的缺点,通过简化船体线形、忽略波浪和风向等复杂因素的影响,对船舶水动力模型进行研究。推导静水面船体的迎流区域范围,计算水流作用在船体微小面元上的动压力,得出整船水流总阻力计算模型。在此基础上,给出船体航行动力学模型,分析船舶在静水面航行中动力、水阻力和运动状态之间的关系。将该水动力模型应用于船舶稳定航行控制,结果表明模型具有较好的实用性。     

用面元法预报船舶螺旋桨的水动力性能

利用基于速度势煌低介面元法预报船舶螺旋浆的不动力性能,文中采用了计算较为简捷的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面形状的面元以消除面元间的缝隙,Newton-Raphson[迭代过程被用来在浆叶随边满足压力Kutta条件,使浆叶上下表面的压力良好的一致性,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,为避免数值导中的奇异性,用Yanagizawa方法求得物体表面上的速度分布,最后用本文方法预报了普通浆和大侧斜浆并与实验数据及其它计算结果进行了比较分析。     

自然循环热水锅炉水动力计算方法

本文简要介绍了自然循环热水锅炉简单循环网路、并联回路的水动力计算方法和下降管入口水温的计算。该方法是通过理论分析,结合实际应用,建立了便于工程实用的计算式。     

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.     

最小一乘松弛算法

给出了以加权最小二乘估计为基础的最小一乘松弛算法,并以实例验证了该算法对参数估计的稳健性     

基于Fluent的空气静压径向轴承动压效应的分析

文中基于FLUENT软件以气体为研究对象,建立孔式空气静压径向轴承三维实体计算模型,并对该模型进行仿真分析,通过分析在不同转速下气膜上的压力分布,得出了轴承的承载力随着转速变化而变化的规律。     

基于FLUENT的飞行环境激励谱提取方法研究

基于FLUENT流体动力学数值模拟平台,以机翼结构作为研究对象,模拟亚声速飞行速度的风洞试验。控制方程为惯性坐标系下的三维非定常Navier-Stokes方程,数值模拟环境设定流体速度为0.8马赫,攻角为4°,采用一方程的Spalart-Allmaras湍流模型,时间的离散采用二阶格式,空间方向上采用二阶迎风格式。通过数值模拟计算,采集机翼表面飞行载荷信号,并对载荷信号进行预处理,获得机翼飞行中的环境激励谱值,为后续的飞机结构健康监控研究提供基础。     

浅吃水肥大双尾船型水动力系数的一种计算方法

根据高梨、伊三夫提出的浅吃水肥大型船横摇实用计算方法,采用流域分割理论,推出一种适合双尾浅吃水肥大型船的水动力系数实用计算方法。本文方法弥补了多极展开法、普通切片法之不足,并与Frank法比较,输入数据的准备工作简单,易于上机实现,所用的C.P.U时间短,而精度良好,便于对船舶耐波性的初步设计。是一种较为实用的计算方法。本文还对高梨、伊三夫的横摇实用计算方法,进行摄动分析,导出该方法的物形影响高阶项,在理论上给予说明。     

影响双体船阻力计算的流场CFD因素探讨

为了获得双体船型等船体的阻力及其他水动力性能较有效的计算结果,采用粘性流体力学算法(FLUENT软件),探讨了影响船舶水动力学计算的若干不确定因素,对网格生成、数值算法和湍流模型等影响进行了考察.通过一系列的计算、分析,提出改进计算的方案,确定了适用于双体船水动力计算的参数,据此对双体船的阻力进行了计算,与试验结果比较...     

关于一类微积分计算方法的探究

通过对一类微积分计算方法的探究,从本质上分析所形成的思维模式,给出了一元微分以及积分区域为圆的二重积分通过平移变换简单巧妙的计算方法.由此可以类比出多元微分,以及多重积分的计算方法.     

城市土地开发交通生成预测方法的探讨

针对城市土地开发项目产生的新增交通量的问题,以北京市部分区域的居住区、商业区和办公区为例,结合我国城市土地开发状况、交通特点和经济水平,建立土地利用出行发生量和吸引量与土地利用相关指标、社会经济指标等变量之间的定量关系,进而根据规划年的土地利用推算出规划年土地开发的居民出行发生量和吸引量,并就土地开发交通生成预测方法中应注意的问题进行了初步探讨.建立其出行生成模型.     

关于流水步距计算方法的研究

本文从流水步距的本质出发,通过定性分析和定量分析,对流水步距的计算理论进行了探讨,提出了"段时差"和"假定段步距"等新概念;揭示了段时差、假定段步距和流水步距之间的内在联系;建立了确定流水步距的新方法,为流水施工理论的研究和实践提供了新的手段.