- 何涛;王秋波;王锁泉;吴有生;
在舰船水管路系统中,采用控制阀进行管路系统阻力匹配设计并实现低噪声配置。控制阀在水力激励下形成振动噪声并通过管路传递形成船外辐射噪声。为降低管路系统振动及船外辐射噪声,有必要进行低噪声控制阀的设计研制。该文提出了控制阀水力及声学设计方法,采用流体动力学数值方法进行了低噪声控制阀原理分析,验证了分流、多级和迷宫拐角式低噪声设计原理。基于低噪声设计原理设计了包含上层穿孔、中层多迷宫流道和下层少迷宫流道三部分重叠形成的阀套流通结构的分层迷宫式控制阀。阀内流场分析结果显示:阀套出流不均匀形成高速低压区域,易发生空化增大噪声;阀套腔体和阀套沿出流方向出口处形成大尺度漩涡结构,为主要噪声源区域。
2017年02期 v.21;No.160 127-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K] [下载次数：273 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 张晓东;
基于通过实验检验过的圆盘表面速度分布估算公式,对圆盘空泡附加质量的数学模型进行了改进,给出了更精确的空化圆盘附加质量计算公式,分析了原线性速度分布假设下的计算公式的准确性,建立了带两个空泡的航行体附加质量计算模型。改进的模型不仅反映了带空泡航行体的附加质量变化规律,而且因为模型是建立在实验数据基础上,所以可靠性更高。
2017年02期 v.21;No.160 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 宁德志;苏晓杰;滕斌;
针对波浪与带有窄缝结构作用产生的流体共振问题,采用基于域内源造波技术的时域高阶边界元方法并在窄缝内流体引入人工阻尼,建立了自由水面满足完全非线性边界条件的二维时域数值波浪水槽模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势,利用加速度势的方法来求得作用结构上的瞬时波浪荷载。通过与已发表文献的数值与实验结果对比,验证了模型的准确性。同时通过大量的数值计算研究了共振条件入射波浪非线性对反射波高、透射波高和窄缝内波高、及结构波浪荷载和压力分布的影响。
2017年02期 v.21;No.160 143-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 杨鹏;顾学康;
近岛礁附近的地形一般呈现高低不平的状态,水深从几十米到几米不等。远场波浪向近岸传递过来时在礁盘上会经过复杂的演化,使得浮体附近的波浪呈现一定的非均匀性,不同于常规的长峰规则波,同时礁盘的起伏变化会对波浪中的浮体的运动产生影响,最终使得浮体在复杂地形下的水动力运动响应不同于一般均一水深下的浮体响应。该文通过建立浮体和礁盘地形的耦合水动力模型,计算了礁盘对浮体入射波力、绕射力、辐射水动力系数以及运动的影响,同时与水池模型试验对比了浮体运动,两者较为一致。研究表明复杂地形对浮体的水动力运动存在较大的影响,在某些周期附近会增大浮体的运动响应,因此需要理性考虑复杂地形对浮体的影响。
2017年02期 v.21;No.160 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K] [下载次数：229 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 闫发锁;门骥远;彭成;
文章采用联合开发的计算程序对深水SPAR风机的浮体、锚泊和风机各子系统进行了水—气动力的全耦合数值分析,研究了深水浮式风机系统的动力响应特点。浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块。以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法。通过对NREL的5MW SPAR风机系统在随机海况下的水动力响应分析,验证了该方法的有效性,并分析了浮式风机子系统间的混合动力作用。
2017年02期 v.21;No.160 159-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K] [下载次数：419 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：1 ] - 林鹏;倪其军;李胜忠;尤国红;赵发明;
文章基于重叠网格技术,采用RANS方法,对2500T级小水线面双体船(带首尾鳍)的阻力与纵向航态进行了数值计算,并与模型试验结果进行了比较分析,结果表明文中采用的数值方法能够有效预报小水线面双体船的阻力,模拟其航行姿态。此外,分别对计及航态与不计及航态时的阻力计算结果进行了比较,分析了航行姿态对小水线面双体船阻力性能的影响。
2017年02期 v.21;No.160 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K] [下载次数：379 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ]
- 骆寒冰;董德龙;季红叶;赵中榜;高原;
文章采用基于任意拉格朗日—欧拉(ALE)算法的显式有限元技术研究水弹性砰击现象,针对已开展的铝制加筋板楔形体结构入水砰击模型实验,开展了数值模拟比较工作。该楔形体底部斜升角为20度,底部两侧是包含三根纵骨和两根横梁的加筋板结构,两侧结构刚度不同。预报了模型无转角和有转角典型工况的砰击入水过程,得到的入水加速度、底部加筋板结构纵骨应力和横梁响应与模型实验结果吻合较好。研究表明该ALE算法具备模拟船舶局部结构的水弹性砰击流固耦合问题的能力。
2017年02期 v.21;No.160 175-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 滑林;吴梵;牟金磊;卢清亮;
文章基于非概率可靠性理论和概率统计理论,结合描述抽样的蒙特卡洛数值模拟法,建立了腐蚀损伤下的现役舰艇船体结构非概率可靠性和概率可靠性分析模型。然后,以某大型舰艇为例,采用两种可靠性分析模型对该舰腐蚀损伤后船体结构的可靠性进行了分析,最后,对两种可靠性分析模型的计算结果进行了对比。结果表明:非概率可靠性理论既凸显不确定性变量的客观随机性又兼具计算量小、效率高、结果保守等优势,在工程应用中具有较强的适用性和实用性。
2017年02期 v.21;No.160 184-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K] [下载次数：222 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 苗婷;苗张木;冷晓畅;
断裂破坏是海工结构中主要的失效模式之一。对管线钢管的断裂韧度评定以及其裂纹扩展行为的模拟研究,对于评估管道结构的安全性、结构完整性有重要的指导意义。在众多用于模拟裂纹大变形稳定扩展的理论中,内聚力模型方法(CZM),对大范围屈服的断裂行为分析十分有效。它具有强大的物理基础以及可在数值方法中逐步实现的适应性。鉴于此,文章运用CZM模型对X65管线钢双引伸计法的断裂韧度试验进行模拟,对比计算与试验结果。研究了不同CZM模型参数对模拟结果的影响,并优化了模型。用其作为计算模拟预测X65管线钢稳定裂纹扩展行为的方法,可替代部分实验来完成可靠性评估。
2017年02期 v.21;No.160 192-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K] [下载次数：390 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：0 ] - 邹冬林;张建波;塔娜;饶柱石;
在考虑Von Karman非线性位移—应变关系下,基于Hamilton变分原理建立了船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学方程。利用Galerkin方法,导出系统第一阶模态振动微分方程,采用多尺度法求解该方程。获得了叶频激励下横向主共振响应方程组,利用伪弧长延拓法数值求解了该方程组的平衡解并分析了其稳定性。探讨了支承刚度、激励载荷、螺旋桨质量、阻尼比以及细长比对轴系纵横耦合效应的影响。研究表明:细长比越小,激励载荷越大,阻尼比越小,系统纵横耦合效应越强;增加后艉轴承刚度可以抑制纵横耦合效应,增加前艉轴承以及推力轴承刚度则增强纵横耦合效应,而中间轴承对其没有明显影响;与线性模型相比,纵横耦合效应使轴系横向共振时的频率大于其线性固有频率,在某些激励频率处,幅频响应曲线上存在多解使幅值出现跳跃现象。分析结果对船舶推进轴系的设计有指导意义。
2017年02期 v.21;No.160 201-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K] [下载次数：352 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋平;朱汉华;严新平;朱军超;
轴承油膜是影响轴系校中的动态因素之一。在油膜刚度的计算过程中,较多学者采用船级社推荐值,或将轴承考虑为刚性,利用差分法或有限元法对其进行求解。文章对轴承弹性变形与油膜压力进行耦合分析,获得最优小扰动量,得到更符合实际情况的油膜刚度,利用vb.net编写有限元轴系校中软件并对某油船轴系进行校中计算,分析了轴承油膜对轴系校中的影响程度,可为船舶轴系校中计算及检验提供参考。
2017年02期 v.21;No.160 211-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：2 ]
- 陈云飞;黎胜;王振山;李桂娟;高峰;
水中目标散射声信号中蕴含了目标外形、结构、材质等物理属性信息,如何表征和提取这些属性信息一直是水中目标散射声信号分类与识别研究关注的焦点之一。为此,文章提出并研究了与水中目标属性信息相关联的散射声信号包络起伏特征,分析了该特征与目标外形、结构等物理属性间的内在关联及其形成机理,建立了相应的特征表征模型,并开展了理论仿真分析和模型实验验证研究。研究结果表明:体目标回波的脉冲包络起伏极值频率随入射声波的载频增加而增加,这体现了体目标的属性;Bench Mark模型的回波脉冲包络起伏频率与目标方位角密切相关,其中艏艉方向最大,正横方位最小。
2017年02期 v.21;No.160 218-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 郑晗;王玮;周其斗;
采用NASTRAN无限元技术,对简单导管受声激励的声辐射特性进行了研究,建立了导管声波模态和辐射声能量之间的直接联系,并考虑了导管半径、长度、长径比三种因素对管内声波模态、管外辐射声功率和远场声指向性的影响。研究结果表明:影响导管声波模态和辐射声功率的参数主要有两个,一是无因次波数,二是导管长径比;导管的长径比越小,总辐射声能量变小,但侧方屏蔽效应也变差,因此需综合考虑长径比变化对总辐射声能量和声指向性的影响;和导管的侧方屏蔽效应主要作用于中高频,低频时导管外的声场与入射声场基本相同。
2017年02期 v.21;No.160 228-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 苏俊博;朱海潮;苏常伟;
针对大型结构体的声辐射问题,提出了一种利用声辐射模态识别声源表面的噪声辐射区域的方法。分析了各阶声辐射模态对声源的辐射声功率的贡献量,找出了对远场辐射声功率贡献最大的几个主要的声辐射模态,然后利用这几个主要的声辐射模态重建声源表面法向振速,通过声源表面法向振速的重建结果实现了声源表面噪声辐射区域的识别。通过对平板声源在几种不同频率下的噪声辐射区域的仿真分析验证了文中方法的正确性。该文方法对于确定特定频率下声源表面的噪声辐射区域,从而进一步进行辐射噪声控制具有积极的意义。
2017年02期 v.21;No.160 237-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]