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自由液面对螺旋桨性能的影响 被引量:9
1
作者 王国强 贾大山 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1989年第1期3-10,共8页
本文采用涡格升力面模型,提供了一个计算自由液面下(不计吸气影响)螺旋桨水动力性能的准定常升力面方法。在桨叶拱弧面上分布离散的涡系和表征桨叶厚度的源系,其未知涡强由满足螺旋桨物面条件、线性化自由液面条件和随边Kutta条件来确... 本文采用涡格升力面模型,提供了一个计算自由液面下(不计吸气影响)螺旋桨水动力性能的准定常升力面方法。在桨叶拱弧面上分布离散的涡系和表征桨叶厚度的源系,其未知涡强由满足螺旋桨物面条件、线性化自由液面条件和随边Kutta条件来确定。为了便于计算,对兴波部分简化了计算模型,螺旋桨用无限叶数螺旋桨模型来代替。 利用本数值方法编制的计算机程序,计算了桨轴有限沉深下螺旋桨的水动力特性,并和实验结果进行了比较,两者吻合良好。 展开更多
关键词 螺旋桨模型 自由液面 水动力性能 升力面 随边 桨叶 计算机程序 桨轴 叶数
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水面船非线性兴波数值方法研究 被引量:10
2
作者 陈京普 朱德祥 刘晓东 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2008年第4期357-363,共7页
本文在线性兴波数值方法的基础上,利用Rankine源法开展了非线性兴波数值方法的研究。采用迭代的方来满足非线性自由面条件,并在迭代中考虑真实的船体湿表面;此外将自由面面元升高来提高数值稳定性、而配置点前则用来满足辐射条件。通过... 本文在线性兴波数值方法的基础上,利用Rankine源法开展了非线性兴波数值方法的研究。采用迭代的方来满足非线性自由面条件,并在迭代中考虑真实的船体湿表面;此外将自由面面元升高来提高数值稳定性、而配置点前则用来满足辐射条件。通过对Series60船型,以及一条集装船的计算来验证本文所开发的非线性兴波数值计算方法,经较发现非线性方法的计算结果比线性方法明显改善;证实本文方法已经成功建立了非线性兴波问题的迭代框架,实现了线性兴波数值计算方法。 展开更多
关键词 非线性 面元法 RANKINE源 集装箱船
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气垫船兴波破冰问题的数值计算 被引量:9
3
作者 刘巨斌 张志宏 +1 位作者 张辽远 姚俊 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期91-95,共5页
将求解船舶兴波问题的Rankine源数值计算方法推广应用到水面边界条件为碎冰面、纯冰面和半冰面-半水面等气垫船破冰中不同类型的兴波问题.对不同类型兴波问题采用统一形式的基本方程,通过面元法与有限差分法相结合的方法对方程进行数值... 将求解船舶兴波问题的Rankine源数值计算方法推广应用到水面边界条件为碎冰面、纯冰面和半冰面-半水面等气垫船破冰中不同类型的兴波问题.对不同类型兴波问题采用统一形式的基本方程,通过面元法与有限差分法相结合的方法对方程进行数值离散.重点对气垫船在全冰面、半冰面-半水面上运动时的兴波进行了数值计算,兴波阻力和波形等计算结果与相关文献符合较好. 展开更多
关键词 气垫船 破冰 边界元法 有限差分法
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基于 Rankine 源高阶面元法的船舶航行姿态与兴波阻力计算 被引量:8
4
作者 陈曦 朱仁传 +1 位作者 缪国平 范菊 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期1-12,共12页
针对航行船舶的兴波阻力和姿态预报,采用Rankine源高阶面元法求解船舶航行兴波问题。计算时采用叠模线性化自由面条件,对自由面影响系数奇异积分采用源点上置的方法处理,物面奇异积分和立体角则直接求解。就数学船型Wigley、S60和KCS集... 针对航行船舶的兴波阻力和姿态预报,采用Rankine源高阶面元法求解船舶航行兴波问题。计算时采用叠模线性化自由面条件,对自由面影响系数奇异积分采用源点上置的方法处理,物面奇异积分和立体角则直接求解。就数学船型Wigley、S60和KCS集装箱船的航行兴波阻力与姿态分别进行了数值计算与分析,计算中根据姿态变化重新划分船体湿表面,进行迭代计算,不同航速下的姿态、兴波阻力和船侧波高与试验结果比较,吻合良好,自由面波形真实反映了物理现象,研究表明本文方法能准确地预报船舶航行姿态和兴波阻力,对不同船型和航行速度有着广泛的适用性。 展开更多
关键词 航行姿态 Rankine 高阶面元
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极地气垫破冰/运输平台破冰机理和关键技术 被引量:8
5
作者 高嵩 张俊 张进 《船舶》 2018年第6期117-122,共6页
极地研究有重要的科学价值,同时也是我国建设海洋强国、发展"海上丝绸之路"的重要战略。开发兼具破冰和运输功能的气垫破冰平台对增加北极航道通航时间,提升极地运输、作业和救援能力具有十分重要的意义。该文阐述了气垫平台... 极地研究有重要的科学价值,同时也是我国建设海洋强国、发展"海上丝绸之路"的重要战略。开发兼具破冰和运输功能的气垫破冰平台对增加北极航道通航时间,提升极地运输、作业和救援能力具有十分重要的意义。该文阐述了气垫平台动、静破冰原理,结合当前国内气垫船的设计能力,论证了气垫破冰/运输平台在极地地区应用亟待解决的关键技术问题,为进一步研究新型极地装备提供了一定参考。 展开更多
关键词 全垫升气垫船 破冰 极地地区
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结构物砰击入水问题研究进展 被引量:6
6
作者 郑传彬 朱良生 吴家鸣 《科学技术与工程》 2008年第21期5891-5897,共7页
结构物砰击入水问题是一类复杂的流固耦合问题,具有广泛的工程应用前景。结构物从一定高度落下以一定速度砰击水面,早期主要针对砰击入水过程的结构响应开展研究,而对入水后水下压力场突变和兴波等却研究较少,而随着大型桥梁和海洋工程... 结构物砰击入水问题是一类复杂的流固耦合问题,具有广泛的工程应用前景。结构物从一定高度落下以一定速度砰击水面,早期主要针对砰击入水过程的结构响应开展研究,而对入水后水下压力场突变和兴波等却研究较少,而随着大型桥梁和海洋工程日渐增多,在这些工程的施工和使用过程中也出现了大型结构物砰击入水的现象,如广东九江大桥被撞垮塌后大面积桥面落入水面等,这种砰击入水后水下压力场突变和兴波等会对周围结构物产生一定影响,评价这种影响对施工和设计具有现实的工程意义。文中综述了过去七十多年里人们在结构物砰击入水问题研究中取得的成果,分别从理论分析、试验和数值方法三个方面介绍了结构物砰击入水的研究进程,比较了各种研究方法的优缺点,再以九江大桥桥面垮塌为例,提出采用结构物砰击入水理论来评价此类大型结构物砰击入水后水下压力场突变和兴波效应等对周围结构物如桥梁桥墩结构的影响,最后展望了结构物砰击发展方向以及将其应用在桥梁建设过程中的可行性。 展开更多
关键词 结构物 砰击 入水 压力场突变 桥梁
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二维兴波水翼水动力预报的涡分布法 被引量:5
7
作者 朱炳泉 李百齐 杨孝忠 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1996年第5期590-598,共9页
本文用奇点面分布法预报二维自由面边界下水翼的水动力特性。采用线性化的自由面边界条件。水翼表面划分为若干单元,每个单元上布置线性分布的涡,并在其中点满足Neumann型物面边界条件。与试验结果比较表明,计算结果是合理的... 本文用奇点面分布法预报二维自由面边界下水翼的水动力特性。采用线性化的自由面边界条件。水翼表面划分为若干单元,每个单元上布置线性分布的涡,并在其中点满足Neumann型物面边界条件。与试验结果比较表明,计算结果是合理的。本计算方法能显示二维兴波水翼水动力特性与Froude数、相对浸深和攻角的关系。 展开更多
关键词 水动力特性 二维 水翼
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减少两栖车辆兴波及阻力方法研究与仿真分析 被引量:5
8
作者 宋桂霞 赵又群 《系统仿真技术》 2010年第2期110-115,共6页
为了能更好地改善兴波和两栖车车首上水情况,减小航行阻力,根据仿生学原理,改变平板型防浪板形状为尖型。为了能精确地模拟防浪板形状改变前后的流场情况,采用流体体积函数(VOF)多相流模型对流场进行数值模拟。采用分区划分网格,不同的... 为了能更好地改善兴波和两栖车车首上水情况,减小航行阻力,根据仿生学原理,改变平板型防浪板形状为尖型。为了能精确地模拟防浪板形状改变前后的流场情况,采用流体体积函数(VOF)多相流模型对流场进行数值模拟。采用分区划分网格,不同的区域网格形状和尺寸不同,以提高计算速度,充分捕捉流场。仿真结果表明:尖型防浪板对水流有很好的导流作用,降低了水对板的冲击力,改善了兴波情况,减少了车首上水量以及航行阻力。 展开更多
关键词 水陆两栖车辆 防浪板 阻力 流体体积函数
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气垫船的兴波和兴波阻力 被引量:4
9
作者 李根林 孙永权 《船舶》 北大核心 1999年第1期54-62,共9页
在本文中:(1)引进反映气垫兴波实质的、以气垫面积平方根Sc为特征长度的傅氏数Frs=V/gSc,改造著名的纽曼———波尔图谱所表示的兴波阻力系数CW为互相独立的两个参数Frs和Lc/Bc为函数,这样更合理、使用更方... 在本文中:(1)引进反映气垫兴波实质的、以气垫面积平方根Sc为特征长度的傅氏数Frs=V/gSc,改造著名的纽曼———波尔图谱所表示的兴波阻力系数CW为互相独立的两个参数Frs和Lc/Bc为函数,这样更合理、使用更方便;(2)推导出运动气垫下的水表面(内水面)变形与气垫兴波阻升比之间的简单关系式。利用纽曼———波尔图谱就可以方便地确定不同长宽比的气垫、在任何航速下的水表面变形,而气垫兴波引起的水表面变形是确定气垫船航行姿态的基础;(3)阐述最常用的计算由气垫和侧壁共同作用的侧壁气垫船兴波总阻力的工程近似方法———相当宽度法的物理实质,利用船模试验资料确定相当宽度法适用的范围。 展开更多
关键词 气垫船 阻力
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平底结构砰击作用下限制水域的流体动力特性 被引量:5
10
作者 吴家鸣 龚国围 朱良生 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期97-101,107,共6页
采用流体体积函数法VOF方法,考虑限制水域边界条件的约束因素,利用计算流体力学(CFD)商业软件Fluent求解脉冲砰击压力作用下具有自由表面限制水域的Navier-Stokes方程,以分析与观察大型平底结构从一定的高度自由落下砰击限制水域的水面... 采用流体体积函数法VOF方法,考虑限制水域边界条件的约束因素,利用计算流体力学(CFD)商业软件Fluent求解脉冲砰击压力作用下具有自由表面限制水域的Navier-Stokes方程,以分析与观察大型平底结构从一定的高度自由落下砰击限制水域的水面所引起的三维流体动力现象.结果表明,采用文中所提出的数值方法可以对脉冲砰击压力作用于封闭或开放水域的水面所激发的水面波动和水下压力场变化进行有效的数值模拟.这一数值方法为工程上分析大型平底结构砰击限制水域水面所产生的水动力现象提供了一种实用的手段. 展开更多
关键词 VOF方法 砰击 限制水域 流体动力特性 水下压力 自由表面
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高速排水型船舶方尾条件的数值实现(英文) 被引量:5
11
作者 高高 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第3期1-9,共9页
讨论了高速排水型船舶的方尾条件。给出了方尾条件的若干改进形式,其中一种在数值实现方尾条件时显得更加有效和稳定。采用高阶面元法得到的高速船舶相应的兴波计算数值结果令人鼓舞。
关键词 高速船 方尾条件 面元法
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解浅水船波问题的方法 被引量:3
12
作者 卢晓平 黄福华 孙大鹏 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1991年第2期78-88,共11页
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... 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。 展开更多
关键词 阻力 浅水 船舶流体力学
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系列多体船的最优船体间距 被引量:4
13
作者 李若虹 《国外舰船工程》 1999年第9期10-15,26,共7页
优化多体船型中各船体的配置是为了减小兴波。对一般的多体船来说,应该同时优化单个船体的线型和各船体之间的距离,而本文仅考虑优化多体船的间距。
关键词 船型 优化 多体船 船体间距
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基于兴波数值模拟的RANS求解器加速方法研究 被引量:4
14
作者 陈京普 朱德祥 黄少锋 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第1期25-31,共7页
文章使用兴波数值方法对带自由面的RANS求解器进行初始化,将势流兴波数值计算的流场速度、压力和体积分数作为RANS求解器的初始值,研究其对RANS求解器并行计算速度的影响情况。通过对两条实用船型的计算验证表明:使用兴波数值结果初始化... 文章使用兴波数值方法对带自由面的RANS求解器进行初始化,将势流兴波数值计算的流场速度、压力和体积分数作为RANS求解器的初始值,研究其对RANS求解器并行计算速度的影响情况。通过对两条实用船型的计算验证表明:使用兴波数值结果初始化的RANS求解计算时间能缩短50%左右,且该方法对计算结果影响不大。 展开更多
关键词 并行计算 初始化 面元法 自由面 CFD
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边界元-有限差分混合方法在气垫船破冰数值模拟中的应用 被引量:4
15
作者 刘巨斌 张志宏 +1 位作者 张辽元 姚俊 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2013年第3期50-55,共6页
对气垫船破冰作业的几种工况建立了统一的数学模型,提出了采用边界元法与有限差分法相结合的数值计算方法。采用C语言编制数值模拟程序,对气垫船兴波阻力、水面和冰面波形以及冰层内应力进行计算,通过调用Intel MKL数学库求解离散得到... 对气垫船破冰作业的几种工况建立了统一的数学模型,提出了采用边界元法与有限差分法相结合的数值计算方法。采用C语言编制数值模拟程序,对气垫船兴波阻力、水面和冰面波形以及冰层内应力进行计算,通过调用Intel MKL数学库求解离散得到线性代数方程组;在C语言中调用Matlab计算引擎实现了计算网格和部分计算结果的显示;在多核计算机上采用OPENMP实现程序关键部分的并行计算,提高了计算速度。气垫船在全冰面上兴波阻力的计算结果与已有文献的理论分析计算结果和试验结果符合较好。 展开更多
关键词 气垫船 破冰 边界元法 有限差分法
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分层流体中波动特性的理论分析和试验研究 被引量:2
16
作者 王日新 沈国光 +1 位作者 李德筠 陶建华 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2000年第4期455-462,共8页
本文求解了具有间断密度分布的分层流体中平面进行波的基本方程 ,对分层流体中的色散关系及其存在的临界速度进行了理论分析 。
关键词 分层流体 色散关系 临界速度 动特性 海洋
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在线性自由面条件下Rankine源与Kelvin源势之关系 被引量:2
17
作者 李继先 《武汉交通科技大学学报》 1995年第2期107-112,共6页
推导了线性自由面条件下Rankine源兴波扰动势与Kelvin源热之关系,为非线性兴波问题中处理辐射条件的一种方法提供理论依据.
关键词 自由液面 幅射条件 船舶
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高阶面元法求解非线性船行波问题 被引量:3
18
作者 王新宇 朱仁传 +1 位作者 陈曦 宋雅岚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期229-235,共7页
针对非线性船行波问题,本文基于三维势流理论,采用Rankine源高阶面元法求解。非线性自由面条件通过定常迭代法求解,物面条件考虑船舶实际湿表面。开发数值程序实现了船体表面网格自动划分并采用不完全LU分解的预处理GMRES迭代法求解边... 针对非线性船行波问题,本文基于三维势流理论,采用Rankine源高阶面元法求解。非线性自由面条件通过定常迭代法求解,物面条件考虑船舶实际湿表面。开发数值程序实现了船体表面网格自动划分并采用不完全LU分解的预处理GMRES迭代法求解边界积分方程组。计算了无限水深下Wigley和S60船在不同航速下兴波阻力、姿态、自由面波形等,与试验结果吻合良好;计算了Wigley浅水中船侧波形及兴波阻力,分析了水深、航速对结果的影响,研究表明本文所采用的方法能够准确预报船舶兴波阻力、姿态及波形,对不同船型、不同航速、不同水深均广泛适用。 展开更多
关键词 势流理论 非线性 RANKINE源 高阶面元 姿态 浅水
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基于STAR-CCM+的空投气垫船静水阻力特性研究 被引量:2
19
作者 南栩 洪亮 刘新月 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第8期45-49,共5页
通过CATIA建立空投气垫船的三维模型,利用STAR-CCM+计算流体软件对空投气垫船的流场进行数值模拟,采用重叠网格策略对虚拟拖曳池流场进行网格划分,且由于空投气垫船在航行过程中涉及到空气和水介质,因此在模拟中选择多相流和VOF模型用... 通过CATIA建立空投气垫船的三维模型,利用STAR-CCM+计算流体软件对空投气垫船的流场进行数值模拟,采用重叠网格策略对虚拟拖曳池流场进行网格划分,且由于空投气垫船在航行过程中涉及到空气和水介质,因此在模拟中选择多相流和VOF模型用来模拟自由界面。计算该模型在静水中不同航速下的兴波、水气两相分布情况及总阻力等水动力性能的变化规律,验证了STAR-CCM+平台对空投气垫船静水航行状态以及总阻力数值模拟的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 空投气垫船 重叠网格 虚拟拖曳池 VOF模型
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静水中并行两船的水动力干扰效应数值研究 被引量:2
20
作者 高智勇 毕毅 姚朝帮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期6-14,共9页
[目的]为研究近距并行两船的相互干扰效应对船舶操纵性的影响,[方法]基于RANS方程对静水中并行两船的水动力干扰作用进行数值模拟,分析两船在不同横向间距、纵向间距和航速条件下阻力、横向力、纵向力及摇艏力矩的变化规律,并在此基础... [目的]为研究近距并行两船的相互干扰效应对船舶操纵性的影响,[方法]基于RANS方程对静水中并行两船的水动力干扰作用进行数值模拟,分析两船在不同横向间距、纵向间距和航速条件下阻力、横向力、纵向力及摇艏力矩的变化规律,并在此基础上进一步阐述各种干扰力成分在两船水动力干扰中的变化及贡献比例。[结果]研究结果表明,两船所受横向力在纵向间距为0(即中对中)时最大,表现为吸引力;随着横向间距的增加,相互作用效应减弱,横向作用力最大降幅达到50%以上。纵向间距对摇艏力矩的影响较大,两船在进入与驶离补给阵位时,所受摇艏力矩使两船艏艉相互接近,此时容易发生碰撞。在低速状态下可以忽略航行兴波对两船相互干扰的影响,而高速航行时则不容忽略。[结论]所得结果可为研究两船操纵运动时相互作用力数学模型的构建奠定基础。 展开更多
关键词 两船并行 水动力干扰 静水
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