强迫运动柱体附加质量与阻尼系数的CFD计算

基于CFD的RANS方法,计入粘性和自由面的影响,模拟船舶剖面柱体的单自由度强迫摇荡运动,得到横荡、升沉、横摇及横荡对横摇的附加质量与阻尼系数,并与试验进行了比较,符合良好。两种不同网格进行试算比较表明:整体域移动网格的稳定性和计算效率要优于局部重划的非结构网格。最后,针对加装了舭龙骨的柱体进行强迫横摇运动模拟,求解大幅度横摇下的横摇阻尼,分析了舭龙骨尺度对横摇阻尼的影响。各种计算表明:无论是线性还是大幅度非线性运动,粘性CFD方法能有效地预报耐波性中各种运动模态的的水动力系数。     

无限深水域中浮体附加质量和阻尼系数的高频的低频渐…

本文讨论了无限深水域中浮体振荡频率当ω→０和ω→无穷附加质量和阻尼系数的渐近特性，给出了近似估算公式。     

浅水深对160kDWT FPSO水动力系数的影响

FPSO系泊于浅水中时,由于安全性问题,浅水深对其运动与载荷的影响正逐渐引起重视。本文利用三维线性势流理论和源汇分布法研究一艘160kDWTFPSO在浅水中的辐射问题,对不同水深下FPSO的水动力系数进行了数值计算。结果表明,浅水深时,一方面,3个垂向运动(垂荡、横摇和纵摇)附加质量有显著增加,特别是水深吃水比减小到1.3后,更是以几何倍数增长;另一方面,6自由度运动的阻尼系数均有明显增加,特别是横摇阻尼系数,随着水深吃水比的减小而成倍数增长。由于浅水中水动力系数的显著增加,FPSO垂向运动幅度也必将较大地趋于缓和,从而不易导致浅水FPSO碰底现象的发生。     

无限深水域中浮体附加质量和阻尼系数的高频和低频渐近特性

本文讨论了无限深水域中浮体振荡频率当ω→0和ω→∞时附加质量和阻尼系数的渐近特性。给出了近似估算公式。     

水下板架振动的附加质量系数

本文对水下板架振动的附加质量系数计算进行了总结归纳，既有解析公式，也有数值计算得到的图表和曲线，同时还有部分实验结果，可为工程设计和计算提供方便。     

深水空心矩形高墩地震动水附加质量计算方法研究

空心矩形桥墩是一种广泛使用的深水桥墩形式,而抗震设计规范给出的动水附加质量计算方法主要针对圆形实体桥墩,对于矩形桥墩的适用性、空心桥墩箱室内域水影响、深水下超高桥墩的实用可靠性等情况都不明确,现有文献也鲜有介绍。本文结合国道G317线红旗大桥项目,对深水桥梁结构抗震设计进行了专题研究,通过水下振动台模型试验得到模型数据信息,建立基于势流体单元的流固耦合数值模型和基于规范方法的附加质量模型,对比验证了地震动水附加质量方法的准确性并得出结论,这对我国深水多跨连续刚构桥梁的抗震研究具有重要意义。     

钢筋混凝土截面等效矩形应力图系数的计算

从钢筋混凝土正截面承载力计算时的平截面假定出发,根据规范给出的混凝土受压应力应变曲线,对矩形、等腰三角形、圆形截面的等效矩形应力图特征系数进行了推算,并与规范取值作了比较分析.     

空化对振动水翼附加质量和阻尼特性影响研究

抽水蓄能机组需频繁调节工况以适应电网需求。由此水力激振频率范围加宽,共振风险增加。附加质量和阻尼特性是评估共振工况点和共振幅值的关键参数。在空化发生时,叶片绕流流体从液相变成汽相,其复杂的流固耦合效应对叶片附加质量和阻尼特性产生影响。本文将叶片简化为NACA 0009水翼,探索了空化发生时基于双向流固耦合的附加质量和水力阻尼特性预测方法。结果表明,模拟得到的静水中固有频率和不同空化数下的空化脱落频率与实验结果吻合良好,相对误差分别在7.12%和8.76%以内。在空化数σ=1.04~2.02范围内,固有频率和水力阻尼随空化数的降低分别增大和减小,相对于实验的平均误差分别为9.69%和13.65%。内部流动分析表明反向射流导致前缘空化周期性脱落,吸力面的绕流速度下降则是空化发生后水力阻尼下降的主要原因。研究成果对抽水蓄能机组设计阶段预判空化时的叶片振动评估具有重要指导意义。     

附加励磁阻尼控制抑制多模态SSR的机理及其关键技术

一些新建的大型煤电基地由于采用较高固定串补度的厂对网远距离大容量输电模式，所引发的多模态次同步谐振（SSR）正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。以上都电厂串补输电工程（二期）为例，阐述多模态SSR的发生机理，分析采用附加励磁阻尼控制（SEDC）抑制多模态SSR的基本原理及其相对于其他措施的特点和优势，并重点探讨SEDC研发中面临的关键技术问题及其解决思路，为中国自主研发和应用SEDC设备解决SSR问题奠定基础。     

水击特征线计算中重分阻尼系数的时步处理方法

特征线法最早是由Ｇｒａｙ提出来的．后来Ｅ．Ｂｅｎｊａｍｉｎ　Ｗｙｌｉｅ和 Ｖｉｃｔｏｒ Ｌ．Ｓｔｒｅｅｔｅｒ在他们的《瞬变流》一书中进行了比较系统的阐述，从２０世纪７０年代开始，随着计算机的迅速发展、特征线法在管道的瞬变流计算中得到广泛的应用．与其他方法相比，特征线方法具有精度高、边界条件简单、可以处理复杂的管网系统和利于电算的优点．由于特征线法是采用的差分计算，必须使用统一的时间步长，这在简单管中很容易满足．但对于由多段管道和不同特世的管道组成的复杂管道系统来说，要特征线法满足所有的管道采用同样…     

用于水下测量的二分力天平

本文介绍一种用于水下测量的二分力天平，天平采用内式悬臂梁双变形结构，把力和力矩的测量分开，避免了力作用点变化对测量结果的影响，天平设计和严格的加工精度保证了二分力之间干扰系数接近零，天平防水层采用了特制涂料，使用该天平在水洞中进行了单柱水动力系数测量实验，并将实验结果与已有的数据作了比较。     

解浅水船波问题的方法

本文提出以六重模速度势线化自由面条件解浅水船波问题的方法。作为算例,对Wigley船型进行了实际计算。根据计算结果,讨论了浅水对波形及兴波阻力的影响,给出了浅水影响起始傅氏数、临界傅氏数与水深关系曲线。结果表明,所给水动特性与实验结果吻合,本文方法能较好地对浅水船波问题进行数值模拟。     

浅窄航道船舶线性位置导数估算

本文采用简化的一元流分析方法，引入非均匀流的概念对浅水中的细长体理论作了修正，计算了船舶在浅窄航道中斜航时的线性位置导数，计算中对粘性影响作了适当修正。计算结果与试验值吻合较好，且本法简便，便于在船舶设计初始阶段对浅窄航道船舶线性位置导数的估算。     

用波动方程计算浅水环流的有限元法研究

本文采用计算实例对通过波动方程计算浅水环流的有限元方法做了较为深入的研究。研究着重在计算精度、所用CPU时间与所取空间步长、时间步长的关系以及Courant数的取值等方面。计算结果也验证了该方法对抑制短波振荡的有效性。     

方尾船在浅水中兴波的数值研究

本文从含移动压力的浅水波方程出发，计算方尾船在浅水中的兴波。船的运动看成对自由水面的压力扰动，直接加到浅水方程组。采用运动网格的有限元法求解浅水波动方程。在船体周围的开边界上使用无反射的边界条件。本文给出三维自由水面波高图、深度平均的水平流速以及方尾船兴波阻力系数、船体沉浮量、纵倾角的数值结果。从物理意义的定性分析来看，数值结果是合理的，计算方法是有效的。计算结果表明，兴波阻力系数、船体沉浮量、纵     

Hydrodynamic performance of flexible risers subject to vortex-induced vibrations

The Vortex-Induced Vibration (VIV) displacements are determined from both the measured accelerations and strains in a series of VIV experiments. Based on the results, the forces in the longitudinal, transversal and tangential directions are estimated by using the finite element method with and without considering the interactions between adjacent elements. The numerical simulation indicates that the method considering the interactions performs better in the estimation of the forces. The component of the transversal force in phase with the acceleration is associated with the added mass coefficient. The estimated added mass coefficients take abnormally high values at the locations where the displacements are small. An improved formula based on the L’Hospital’s rule is pro- posed to deal with this problem. The results show the advantage of this formula in estimating the added mass coefficients at the loca- tions with small VIV displacements.     

三维薄翼入水水动力的计算

本文提供了一个计算三维薄翼高速入水水动力性能的非定常数值升力面方法。假设薄翼高速入水时,翼的背面为全空泡状态,当翼的随边进入液面后,此空泡域按一定的方向拖至自由液面。在翼的拱弧面上布置线涡和线源,在翼后空泡面上布置线源,所有的奇点系在自由液面上方存在映象以满足自由液面条件。根据翼迎流面的法向不可穿透条件和翼背面及翼后空泡面上的空泡动力学条件确定所有待定线涡和线源的强度,并由此可以计算各时刻翼上压力分布。利用本文提供的方法首先计算了二维薄翼入水的水动力性能,将结果与理论解进行比较,两者结果较为一致。然后,研究了三维薄翼的入水问题。