- 冯大奎;叶恒奎;张志国;杨向晖;王先洲;
文章在时域中采用直接边界元的方法计算模拟了以稳定航速运动的近水面潜体全非线性兴波现象。从格林定理出发,在边界面上布置Rankine源和偶极子,采用时间步进的方法计算模拟潜体近自由面运动的兴波现象。每个时步自由面上的势和节点位置采用全非线性拉格朗日自由面边界条件求解,重新生成自由面网格准备下一个时步计算的初始条件。文中给出了数值计算的结果并与试验和线性计算的结果相比,证实了该方法是可靠的,并可以利用该方法建立数值波浪水池。
2009年06期 v.13;No.74 841-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 李佳;黄德波;邓锐;
采用多块结构化网格对某载人潜器模型周围计算区域进行网格离散,采用Realizablek-ε湍流模型对潜器周围绕流场进行数值模拟。在船模拖曳水池中进行载人潜器模型不同艏向角和垂直上升及下潜航行时的阻力试验。将阻力的数值计算结果与试验值进行对比,两者的偏差在可接受范围内。考虑载人潜器主体的舯纵剖面的二维外形,用多岛遗传算法对其粘性流场的阻力数值计算结果进行船型的一体化优化,得到二维阻力最小的优化外形。将舯纵剖面外形的优化结果应用到三维载人潜器主体,比较优化前后的主体阻力。数值计算结果表明,载人潜器主体外形优化前后阻力的优化收效在30%以上。
2009年06期 v.13;No.74 853-860页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K] [下载次数：134 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 郭春雨;杨晨俊;马宁;
采用FLUENT软件计算了某拖式吊舱推进器在直航以及斜流状态下的水动力性能。采用滑移面网格方法以模拟桨叶、支架、以及舱体之间的非定常干扰。文中首先计算了直航时不同进速系数下的桨叶推力系数、扭矩系数,并与实验结果进行了对比。计算了在不同斜流角(15°、30°、45°)、不同载荷系数时桨叶本身的推力系数、扭矩系数、侧向力系数与直航时(0°)的比较。文中还讨论了支架、舱体在直航以及不同斜流角时的侧向力问题,并将其大小与桨叶本身产生的侧向力进行了比较,部分计算结果与已有的实验值进行了比较、分析。
2009年06期 v.13;No.74 861-872页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 陆芳;黄红波;张志荣;丁恩宝;应良镁;
为解决某散货船螺旋桨模型空泡试验中发现的桨—船联体涡空泡,以及由此而引起的船体强烈振动,文中通过试验进行了涡流发生器控制桨—船联体涡空泡的应用研究。研究结果表明:船体周围的流动是造成桨—船联体涡空泡的主要原因,通过改变桨的设计不能根本解决问题;通过安装适当的涡流发生器能够成功抑制桨—船联体涡空泡的产生,并使螺旋桨空泡诱导的船体脉动压力减小1/2～1/3左右。
2009年06期 v.13;No.74 873-879页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 张嘉钟;董磊;于开平;郑俊;付英杰;王柏秋;
文章应用CFD商业软件FLUENT6.3模拟了水下两相冲压式发动机的内流场以及分析了环境压强对发动机内推力的影响。假设流动为稳定流动,空气是不可压缩的并且空气和水之间没有热量交换。在航行速度,环境压强和喷气角度不变的条件下,发动机内推力随着空气的质量流量增大而增大;内推力的动态分量随空气的质量流量增大而增大,静态分量几乎保持不变。在航行速度,通气量和喷气角度不变的条件下,发动机内推力随着环境压强增大而增大;内推力的静态分量随环境压强增大而增大,动态分量几乎保持不变。
2009年06期 v.13;No.74 880-885页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K] [下载次数：123 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 潘彬彬;崔维成;何凌;
为了实现船型优化,第一步需要按照设计变量的改变来生成船型,这样就需要一个变换程序将母型船变换成设计船。当船型优化发展到基于CFD以后,传统的通过主尺度和几个船型参数例如Cp,Cw等来控制船体型线的做法已经不能满足要求,需要对船型进行更加准确,细致的控制。为了解决这个问题,文中开发了一个新的船型变换程序,它直接读入横剖面面积曲线和设计水线,然后变换船体型线以满足这两根曲线的要求。该程序的变换步骤包括主尺度仿射变换,Cm变换,横剖面面积曲线变换和设计水线变换。程序中主要的变换方法为广义Lackenby变换,仿射变换等。该程序由于直接根据横剖面面积曲线和设计水线来控制型线,使船型变换模块的设计变量从10个左右扩展到了40个以上,增加了船型优化提升船体性能的可能性。该程序是船舶多学科设计优化的船型优化模块的前处理程序。
2009年06期 v.13;No.74 886-894页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 刘军;易宏;
传统的设计螺旋方法由于割裂了学科间耦合,得到的设计往往是满足设计要求的设计而不是最优的设计。多学科设计优化(MDO)方法正是一种能得到最优设计的新设计方法,MDO目前被广泛应用于复杂工程系统的设计中。文中对多学科设计优化的理论进行了简要综述,在此基础上为了演示MDO方法应用于舰船设计,采用iSIGHT对国外的CGX巡洋舰概念设计的13个模块进行了集成,建立了MDO模型并优化,得到了较好的优化解。在此基础上采用神经网络重新建立了该MDO模型,将优化结果和原MDO模型优化结果进行了比较。
2009年06期 v.13;No.74 895-904页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 王永军;万正权;
圆锥壳结构在耐压容器与潜艇耐压壳体设计中被大量使用。文章建立了一种计算静水压力下圆锥壳强度的计算方法,利用幂级数法计算圆锥壳平衡微分方程的通解,通过构造变形函数利用Galekin法确定特解。算例结果表明文中提供的方法与有限元结果相当吻合,文中方法可以推广到轴对称压力作用下环肋圆柱壳结构强度分析。
2009年06期 v.13;No.74 905-914页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K] [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 何福志;马建军;万正权;
应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据。
2009年06期 v.13;No.74 915-922页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 詹志鹄;崔维成;顾晔昕;
文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法。该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围。推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系。对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格。用实例进行了验证。
2009年06期 v.13;No.74 923-933页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K] [下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 朱秀莉;刘玉君;纪卓尚;金世良;于文喜;
水火弯板是船体双曲度外板的主要成形方法,它可以作为外板展开的逆过程来考虑。通过计算外板展开所产生的变形量来确定水火弯板的加工工艺参数。本文提出了一种基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法。该方法运用等距曲面的性质分析曲面钢板展开的角变形量计算,通过伪直母线的区域划分算法给出了线变形量的计算。通过实板展开算例表明,该方法是一种同时考虑角变形量和线变形量的准确计算船体曲面钢板展开的有效方法。
2009年06期 v.13;No.74 934-941页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 彭亮斌;司马灿;刘建湖;
一种不同于常规的新型起吊方式—水下起吊正被发展中的深海技术考虑采用。文中采用了集中质量法建立了重物—起吊缆动态运动的数学模型,对坐底物品的吸附力特性与机理进行了初步探讨,估算出海底底质对重物的吸附力,讨论了在吊放回收物品过程中由于缆长变化引起的节点变化的数值计算处理方法,给出了边界条件和初始条件。计算模拟与分析了水下起吊整个作业过程,包括:起吊离底、回收物品与吊放物品,得到了每个作业阶段的动态响应与力学特性。
2009年06期 v.13;No.74 942-954页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ]
- 周金华;李志敏;王皓;
基于宏—细观力学分析,考虑编织纱线连续性对材料性能的影响,建立了三维编织复合材料板的单胞模型。采用Reddy高阶剪切板理论,给出四边简支编织材料矩形板在不同几何参数、纤维体积含量和弹性地基参数情况下的von Kármán-Donnell型振动方程的解,并讨论了弹性基础刚度、面内载荷、边厚比和编织角等对编织复合材料板的振动频率的影响。理论分析结果与文献结果吻合较好。
2009年06期 v.13;No.74 955-966页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 李江涛;王纬波;吴有生;孙建刚;
基于杆件纵向振动理论,推导了复合材料杆试件的机械阻抗解析公式,并用瑞利法计算了无阻尼离散系统的模态质量和基频。在机械阻抗平台上,采用单点激振法进行实验,得到频域内复合材料杆件的机械阻抗数据。用实验方法、解析方法和混合方法进行了模态参数的初步识别。然后,用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt算法求得了模态参数的最优值。研究结果显示:采用优化参数的单自由度离散系统模型与实验结果吻合良好,在实验频段可以较好地描述复合材料试件的动力学特性。
2009年06期 v.13;No.74 967-977页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 王海英;赵德有;
耦合损耗因子是统计能量分析中表征结构子系统间耦合程度的一个重要参数。本文提供了一种由夹层板自由振动模态结果描述的夹层板耦合损耗因子计算方法,建立了芯板垂向可压缩变形(研究考虑芯层的横向正应变和正应力)的夹层板四节点有限元动力模型,用有限元方法求解得到夹层板的振动模态结果,继而代入文中计算方法求得两L型边耦合的粘弹性阻尼夹芯夹层板的耦合损耗因子。通过与商业软件AUTOSEA计算结果相比较并分析表明,文中计算方法是正确有效的,为快速准确地确定夹层板耦合损耗因子提供了一种新的思路。
2009年06期 v.13;No.74 978-989页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 潘雨村;张怀新;
利用大涡模拟方法,对刚性光滑平板上充分发展的低马赫数湍流边界层流动进行了数值模拟。在此基础上将时—空变化的湍流流场信息作为近场声源,运用Lighthill的声学类比理论计算了边界层辐射噪声。文中讨论了偶极子、四极子对噪声的贡献,通过对比它们的功率谱密度,认为壁面剪切应力(偶极子)是湍流边界层辐射噪声的主要来源。
2009年06期 v.13;No.74 990-1001页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K] [下载次数：521 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 刘彦森;盛美萍;王美艳;陶红丹;周赤奇;
运用一致性几何衍射理论对水下扁平阻抗结构的衍射声场计算进行了理论建模与分析,并通过数值仿真讨论分析了水下扁平结构衍射声场分布与不同衍射类型、收发方式、结构表面阻抗特性、入射声波性质等几何特性和声学特性间的影响关系。其中,首次考虑了尖端衍射贡献影响,并重点分析了尖端衍射和结构表面阻抗特性在不同条件下对总的衍射声场作用规律和影响程度等。最后为验证上述理论模型和计算方法的正确性和可靠性,还与水下钢板散射声场分布实验测试结果进行了对比分析。研究结果表明:(1)考虑尖端衍射贡献影响使得上述模型更加完整,计算精度得到有效提高,且尖端衍射影响程度与入射声波频率、收发张角、结构表面阻抗特性以及声源、接收场点和结构的空间相对几何位置等因素有关;(2)结构两侧表面阻抗特性的影响规律和程度存在差异。其中,面向声源一侧的结构表面复反射系数幅值和背向声源一侧结构表面的复反射系数相角对结构衍射声场分布强度的影响尤为明显。这些对水下目标强度估计、自由场材料声学测试和衍射效应抑制技术研究等具有理论指导意义和工程应用价值。
2009年06期 v.13;No.74 1002-1012页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 姜琳;洪明;
基于Greenberg方法推导了含有阻抗边界条件的浅水Green函数,利用边界元法研究了含阻抗的三维海洋波导与散射体相互作用的问题。分析了海底阻抗对声波与结构体相互作用时的散射特性影响,数值分析表明:含有阻抗边界条件的浅海目标的散射特性与理想海底明显不同,海底阻抗对水平断面以及垂直断面的散射场都有一定的影响,目标距离海底越近,场点散射声压受海底边界条件的影响越大;阻抗越大,散射声压越大。指向性的分布对受海底阻抗的大小比较敏感。分析浅海声散射时,海底阻抗的影响不可忽视。
2009年06期 v.13;No.74 1013-1021页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 陶猛;汤渭霖;范军;
在单层粘弹性圆柱管吸声覆盖层的基础上,发展了嵌入低剪切波波速包覆层即双层粘弹性圆柱管的吸声结构的理论模型。推导了轴对称波特征方程的低频近似解,并根据牛顿迭代法进一步计算精确解,为吸声覆盖层的低频性能快速预报提供基础。数值分析表明包覆层嵌入比例的增加、或者包覆材料剪切波速的减小能有效地改善低频吸声性能。
2009年06期 v.13;No.74 1022-1032页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K] [下载次数：196 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]