- 张曦;苏玉民;王兆立;
文章研究了粘性流场中半圆柱振动产生的旋涡对二维摆动水翼推进性能的影响。利用数值方法计算了振动半圆柱尾流中二维摆动水翼的水动力性能。计算结果表明,半圆柱涡和水翼涡之间存在4种相互作用模式。相反旋向的半圆柱涡和水翼涡相互作用时,摆动水翼的平均推力系数最大。相同旋向的半圆柱涡和水翼首缘涡相互作用并且最终融入到水翼尾缘涡时,摆动水翼能够从半圆柱涡中吸收能量。
2012年04期 v.16;No.102 333-341页 [查看摘要][在线阅读][下载 736K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：30 ] |[阅读次数：0 ] - 陈圣涛;王慧丽;王运鹰;张毓芬;齐异;刘焕英;
文章基于N-S方程,并结合两相流的相关模型,数值模拟了双桨实船气泡尾流。通过海水中气体含量的变化情况,分析了尾流气泡产生、增大、破碎和消失等过程。得到了近场扩散区和远场尾流区中含气量的空间、时间分布特性。研究结果表明,近场尾流区中海水含气量基本以乘幂格式衰减,而在远场尾流区,则与指数衰减格式符合得较好。用光学的方法模拟测量了舰船尾流的衰减规律,实验结果与文中的理论数值结果一致。
2012年04期 v.16;No.102 342-349页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 詹成胜;刘祖源;冯佰威;常海超;
在满足排水量及航速要求情况下设计出性能优良的船体型线,降低船体阻力、节能降耗是造船界一直所追求的目标。船舶球首的大小、位置和形状对船体兴波影响非常大,因此文章通过船型参数化融合方法,生成一系列球首型线,并以兴波阻力最小为目标,采用遗传算法实现球首型线的自动优化。将上述方法应用于某集装箱船球首型线的自动优化,并进行船舶静水阻力实验,实验表明优化船型在设计航速附近总阻力降低明显,说明文中采用的基于CFD船型自动优化方法是可行的。
2012年04期 v.16;No.102 350-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K] [下载次数：582 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：31 ] |[阅读次数：0 ] - 沈海龙;蔡昊鹏;苏玉民;
肥大型船从船舯到船艉,船体的横剖面形状及其面积变化剧烈,从而导致在桨盘面处产生"钩"状或"兔耳"状的舭涡,通过加装整流附体的方式来改善桨盘面处的伴流分布,对于螺旋桨的减震降噪、螺旋桨推进效率的提高是一种有效的措施。基于CFD技术,在准确预报了某肥大型船伴流场的基础上,参考流经桨盘面的三维流线绕船体分布的特点,分别设计了螺旋桨前置导管、补偿导管和整流鳍,预报并分析了各附体对船体尾流场的影响,分析了整流附体的工作机理,比较了工作于各附体伴流场中螺旋桨的效率。计算结果显示,加装整流附体后,桨盘面处的舭涡消失了,并且三种附体对螺旋桨的效率都有显著的提升。
2012年04期 v.16;No.102 359-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K] [下载次数：300 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 朱爱军;应良镁;郑宏;沈泓萃;
文章针对水下航行体开展了不同距离的近海底、近海面的模型阻力试验研究,建立了模型试验及分析方法,获得了海底和海面对阻力的影响规律。模型试验表明:采用低速浅浸深试验方法完全可以达到分离近海面、近海底影响的试验目的;仅有自由表面影响存在时,当水下航行体航行在大于其艇长1/3的深度上时,在实际中可认为没有兴波阻力;仅考虑海底壁面影响,当水下航行体航行在距海底超过其1/4倍艇长的距离时就可以不再考虑海底的影响;同时存在自由表面和海底壁面影响时,要完全避免限制水域的干扰需要水下航行体潜深超过1/3倍艇长的同时,水下航行体距海底的距离不宜小于1/2倍的艇长。
2012年04期 v.16;No.102 368-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K] [下载次数：445 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：0 ] - 杨琼方;郭薇;王永生;黄斌;
以DTMB4383大侧斜桨为例,立足于桨叶真实叶尖几何,详细阐述了螺旋桨水动力性能CFD计算过程中的桨叶几何和单通道域几何建模及其六面体结构化网格划分的程式化实现过程。程式化生成网格的适用性由DTMB4119桨、NSRDC4381和4383桨的无空化和空化水动力性能预报给予了验证。生成网格时考虑了网格类型、拓扑结构、网格密度和节点空间分布规律对计算精度的影响,可生成性能优越的命令流样本,保证CFD预报的精度。通过对命令行的编译操作,可以实现螺旋桨六面体网格高质量划分的快速操作,缩短CFD计算的预处理时间,扩大其工程应用。
2012年04期 v.16;No.102 375-382页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K] [下载次数：345 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 朱爱军;应良镁;胡科;沈泓萃;
文章在模型自航试验原理的基础上,讨论了潜器强迫自航试验自航点的确定问题,提出了通过强制力来修正兴波干扰影响的试验方法;由于强制力的计算和阻力附加值有很大的关系,当阻力附加值难以被准确确定时,建议在试验中补充全负荷自航试验曲线,可以弥补强迫自航试验范围狭窄的缺陷;同时文中分析得出了自航因子随阻力补贴值的变化规律;进而在以上两种试验方法的基础上,探讨了一种能够避免兴波干扰的试验方法,采用这种方法得到的试验数据离散程度更小,有利于提高试验精度。
2012年04期 v.16;No.102 383-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K] [下载次数：242 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ]
- 王雪仁;贾地;缪旭弘;
针对大型复杂结构振动特性的预测问题,发展了子结构方法,并应用于圆柱壳模型的振动特性研究。讨论了子结构方法的理论基础,分析了子结构间边界处理协调条件、模态截取数和模型缩聚对子结构方法预测精度的影响,并初步比较了其与传统有限元法耗费的计算时间量和内存量的大小,最后,进一步探讨了子结构方法中试验模态与计算模态混合计算的可行性。研究结果表明,子结构方法应用于求解船舶等大型复杂结构的振动特性是可行的。
2012年04期 v.16;No.102 390-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 陈家旺;罗广恩;李良碧;王自力;
文章基于大型通用有限元分析软件ANSYS研究了带有初始表面裂纹的潜艇典型结构在不同下潜深度、不同爆心到船壳距离R和不同作用方位冲击载荷作用下的动态应力强度因子及其最大值与冲击因子的变化规律,然后以921A钢为例对多种工况下结构是否发生失稳断裂作出初步判断。
2012年04期 v.16;No.102 399-407页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K] [下载次数：345 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 陈前;付世晓;邹早建;
支撑结构设计是大型海上风电机组设计的重要部分。文章分析了海上风电机组的各种环境载荷,并以3MW风力机组为例计算其所受环境载荷,包括作用在支撑结构顶端的由风机叶轮转动引起的水平轴向力、作用在塔筒上的风载荷以及作用在基础上的海流、海浪载荷,并采用非线性弹簧来模拟基础与海底土层之间的相互作用。在考虑风轮影响情况下,利用有限元法对支撑结构进行了模态分析。最后,分析了环境载荷作用下支撑结构的动态响应。计算结果表明,在对海上风力发电机组进行动态响应计算时,环境载荷之间的相互耦合作用不能忽略。
2012年04期 v.16;No.102 408-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K] [下载次数：564 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 黄海燕;林志祥;王德禹;
基于船舶工艺可行性分析,建立了使用自适应模拟退火算法的多工况下船体结构动力特性设计优化模型;并给出了相应的设计流程。模型使用矩阵描述由板材厚度和骨材型号构成的离散变量集合,同时将全体设计变量处理为共享设计变量。将模型应用于某集装箱船艉部结构的动力特性设计优化中,优化后的结构不仅减轻了自重,而且增加了频率储备。实例分析表明该模型能应用于工程结构的实际优化设计。
2012年04期 v.16;No.102 416-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 乔东生;欧进萍;
以某座Spar平台的锚泊系统为研究对象,首先利用三维绕射理论计算Spar平台主体波浪力,得到平台的总体运动响应时程。再建立复合锚泊线的二维非线性有限元动力分析模型,基于DelVecchio(1992)提出的经验公式,采用迭代的方法计算复合锚泊线的刚度。锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,基于Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,根据计算得到的平台主体运动响应时程作为锚泊线顶端输入条件,在时域范围内进行复合锚泊线的动力分析。计算得到中国南海某海域各短期海况条件下复合锚泊线应力的时间历程曲线,采用雨流法对其计数得到对应于各短期海况条件下的疲劳载荷谱。最后根据Miner线性累积损伤模型,对复合锚泊线在长期海况条件下的疲劳损伤进行比较计算。
2012年04期 v.16;No.102 422-432页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K] [下载次数：350 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 罗广恩;崔维成;
人工神经网络是进行预报裂纹扩展率的一个重要方法。文章针对不同金属的疲劳裂纹扩展速率分别建立贝叶斯正则化BP(Back Propagation)神经网络,将各材料在不同应力比R下的疲劳裂纹扩展速率试验数据分为两部分,一部分用来进行训练网络,另一部分用来测试训练好的网络,检验其泛化能力。将从文献中获取的4种不同金属材料的疲劳试验数据作为算例,来检验网络的性能。计算结果表明贝叶斯正则化BP神经网络不仅对训练样本有很好的拟合能力,而且对于未训练过的测试样本也有较好的预测能力,即有较强的泛化能力。同时,指出了建立网络时减少门槛值附近的试验样本点,可以提高网络的预测能力。研究结果表明,该方法可以方便地获得不同应力比R下的疲劳裂纹扩展速率,从而达到减少试验次数,充分利用已有数据的目的。并且可以进一步应用于其他金属的疲劳裂纹扩展速率的预报。
2012年04期 v.16;No.102 433-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K] [下载次数：629 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 莫昌瑜;袁宏杰;
给出了一种基于实测数据的舰载设备可靠性振动试验剖面设计方法。应用数理统计理论,对舰载设备振动环境实测数据进行参数假设检验,得到具有不同区域和不同状态的特征样本。采用修正后的容差上限法归纳特征样本的随机振动规范谱,确定试验量值,再根据任务剖面确定试验时间,得到舰载设备可靠性振动试验剖面。结果表明,该方法理论完善,为舰载设备振动环境的可靠性评定奠定了基础。
2012年04期 v.16;No.102 442-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K] [下载次数：320 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ]