深V型船气幕减阻数值研究

针对深V船型,采用混合两相流模型开展气幕减阻数值分析,研究了气流量、航速、航行姿态、喷气位置、尾板等因素对喷气减阻率的影响.结果表明:在深V型船底部喷气会导致阻力降低,气流量增加,减阻率增大,存在饱和气流量;航速对减阻率的影响不是单调的;航行姿态对减阻率有较大影响,使得纵倾角增大,减阻率降低;采用多级喷气可以提高喷气减...     

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里 ,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构 ,研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响 .利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度 .结果表明 :平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构 ,抑制了湍流     

雷诺数对沟槽减阻特性影响的数值分析

采用雷诺平均N-S方程和RNGk-ε湍流模型计算V型沟槽面的湍流边界层流动和黏性阻力,通过改变来流速度大小和沟槽面布置位置,研究了雷诺数对沟槽减阻特性的影响规律。计算结果表明,来流速度对沟槽减阻率的影响很大,对于一种尺度的V型沟槽,存在着一个具有较好减阻效果的来流速度范围,最大减阻率可达8.6%;沟槽面在沿来流方向上的布置位置对其减阻效果的影响则非常小。     

船舶气层减阻多相流数值模拟方法适配性研究

为探索船舶底部喷气减阻多相流数值模拟方法,基于FLUENT计算软件,分别使用Mixture、VOF和Eulerian三种多相流模型、选择不同的湍流模型和网格参数,对平板底部气液混合流和气液分层流两种情况进行了数值模拟,并与试验结果进行对比验证,分析了气层形态、减阻率等因素的计算误差。研究结果表明:在选择合适的湍流模型及网格参数的前提下,采用Mixture模型计算平板无凹槽的气液混合流能够较好地模拟气层形态,同时模型的减阻率预报也具有一定精度;而采用VOF模型计算平板凹槽内的长气穴能够较好模拟气穴内气层波动情况和预报减阻率。     

凹槽构型对平板气层减阻影响试验分析

通过平板凹槽喷气减阻模型试验,研究了航速和气流量等因素对平板气层减阻规律的影响,并利用水下摄像系统对不同凹槽构型内的气层形态进行了观测。试验结果表明:不喷气时凹槽的存在会使平板的阻力增加;喷气可以有效减小平板阻力,存在饱和气流量;饱和气流量随着槽深的增加而减小,饱和气流量下平板的绝对减阻率随航速的增加而降低;设置凹槽构型是保持平板下表面气层稳定性的有效措施,合适的凹槽构型可以明显改善平板底部喷气流场,提高平板喷气减阻效果;在Fr为0.119时,饱和气流量下平板的绝对减阻率可以达到40%以上。     

回转体气层减阻降噪模型试验研究

在拖曳水池及大型循环水槽中,分别开展了中尺度及大尺度回转体模型喷气减阻试验研究,初步探讨了喷气方式、气流量、喷孔尺度变化对减阻率、推进性能及辐射噪声的影响规律.结果表明:回转体首部喷气能有效抑制辐射噪声、降低总阻力,但会引起推进性能的下降,推进性能下降率接近于减阻率.首部单独喷气的减阻效果优于首部、中部联合喷气的减阻效...     

水中微气泡上浮过程的力学影响因子研究

从受力分析的角度,对气泡运动方程进行了推导,并对半径在40~500μm之间的微小气泡上浮过程进行了仿真计算。结果表明,当半径小于500μm、气泡上浮距离大于0.1 m时,可忽略加速过程对气泡上浮速度的影响。在此基础上,对气泡运动方程进行了详细分析,结果表明,阻力系数与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了Re≤150条件下的微气泡运动通用的阻力系数表达式。     

垂直刚性面边界条件下水下爆炸气泡运动的理论研究

为研究垂直边界面对水下爆炸气泡脉动的影响,根据势流理论建立了垂直边界面条件下水下爆炸气泡运动的理论模型,编制计算程序进行求解。对水下爆炸气泡脉动运动的特点、流场的速度及压力的分布、气泡引起的载荷形式进行了分析,结果表明,此模型能够反映水下爆炸气泡和周围流体介质的运动规律,并能进行定量的计算。     

随行波表面减阻降噪机理探索

通过对随行波表面特殊流场的数值模拟研究,探讨了随行波表面存在减阻降噪效果的内在机理.针对随行波表面流场的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网络及其流动参数进行了合理化的处理.模拟结果表明随行波表面存在减阻降噪效果的内在机理在于:随行波表面连续的沟槽结构使得壁面附近的流动在波谷处产生了稳定的二次流,即来流在随行波表面引发形成一排平行人工涡,从而使自由来流在平行人工涡上流动,而不与壳体表面接触,起到了类似"滚柱轴承"的作用,从而达到减阻降噪的目的.对随行波表面流场的模拟研究,对深入揭示其潜在减阻降噪机理具有一定的意义.     

k-ary n-cube中的移动气泡流控策略

在k-ary n-cube网络中,气泡流控是一种有效、实用的死锁避免技术,它不必依赖虚通道就能避免环网中出现的死锁问题。如果流控策略能感知到维度内缓冲区的总体使用情况,就能够更加高效地进行调度,从而提高网络性能。为了避免关键气泡机制引起的阻塞,提出了伪报文协议;结合伪报文协议,设计了移动气泡流控策略,它有效实现了维度内的全局资源感知能力。与局部气泡流控相比,路由器每条输入通道仅设置一个报文缓冲区就可以避免环网中的死锁,即最小资源需求减少了一半。网络模拟结果表明,该机制不会出现永久阻塞;在distribute、hotregion和uniform传输模式中,该机制可以有效提高网络吞吐率20%以上,并且在网络饱和后吞吐率依然维持稳定。     

多孔介质中气体流量对流动阻力影响的实验研究

对空气在多孔介质(Pd/SiO2颗粒催化剂)中的流动阻力特性进行了冷态实验,研究了气体流量对流动阻力的影响.结果表明:催化剂厚度一定时,随着气体流量增大,多孔介质中的流动阻力也逐渐增大.经过与经典阻力计算公式对比,分析了偏差影响因素.最后,结合实验数据拟合出了适合管式反应器中流动阻力计算的半经验公式,能精确地预测颗粒填...     

大流量气体减压器振动问题研究

对大流量气体减压器工作过程中的振动故障进行分析,建立了减压器系统动态数学模型,进行了故障数值仿真,找到了简单有效的提高减压器输出响应稳定性的方法--减小控制腔入口面积,并得到试验验证.仿真结果还表明,大流量气体减压器的振动问题不仅和减压器本身设计参数有关,还和下游管路容积有关.     

基于CFD分析的燃气轮机散热器数值仿真

为了改善燃气轮机的散热性能,以国产某型管带式散热器替换ΓТД-1250燃气轮机管片式散热器,建立了管片式和管带式散热器空气侧通道的稳态紊流数学模型,对2种不同类型散热器的阻力特性和表面传热特性进行CFD模拟,模拟结果与试验结果符合较好。数值仿真结果对比表明:散热器的压力降随冷却空气进口速度的增大而增大,且在相同的冷却空气进口流速下,管带式高出管片式散热器空气侧阻力的平均值约3.13%,同时管带式比管片式空气出口温度的平均值高出约6.29%。     

基于MINIS仿真平台的CODOG动力装置仿真研究

根据MINIS仿真平台的框架结构,结合舰船CODOG动力装置的特点,采用模块化建模方案建立了各部件的仿真模型,给出了算法程序设计和模型实现的方法。采用MINIS仿真,将算法编译成动态链接库,发挥了不同编程语言的长处,考虑了不同开发者的差异性,增强了可扩充性,缩短了程序开发时间,对动力装置的进一步应用开发具有较大的参考价值。     

交流感应电动机精确解耦的自抗扰控制

为了实现交流感应电动机高性能调速,快速跟踪变化的负载转矩,对静止两相αβ坐标系中的电动机数学模型精确反馈线性化,实现转速和转子磁链系统的完全解耦。针对解耦的转速和磁链子系统的设计2个结构完全相同的自抗扰控制器,实现对转速和磁链的完全独立控制。实验研究表明:电动机转速和磁链分别大约在0.7 s和0.3 s时达到参考值;负载转矩的变化将引起转速7 rad·s~(-1)范围内的变化,但磁链仍保持给定值;当转速稳定时,电磁转矩在1 s时间内能快速跟踪变化的负载转矩,其超调量不超过20 N·m;控制系统能适应转子电阻±10%和定子电阻+10%范围的变化。     

燃气轮机的实时仿真及数据预处理

讨论了燃气轮机实时仿真及相应的数据预处理方法 ,利用容积惯性法建立了某型燃气轮机的实时仿真模型 ,在 5 86PC实现了超实时仿真 ,仿真结果和试验数据相符     

对抗仿真中防空导弹微分对策模型研究

针对防空导弹与目标的空间对抗,建立了防空导弹微分对策空间对抗模型,并推算得到了最优策略,运用自适应神经网络评判方法对模型进行求解,通过给定条件下的仿真证明了该算法的有效性,显示了该模型可应用于防空导弹与目标的空间对抗问题。     

脉冲防暴水炮非淹没气体射流的RANS和LES模拟

为提高脉冲防暴水炮刺激剂的雾化水平,必须提高射流的出口速度和改善雾化带形状,而这些因素与管内非淹没气体射流的湍流流场息息相关。为准确描述湍流分布和水柱加速过程,对脉冲防暴水炮的非淹没气体射流进行了RANS和LES模拟。结果表示LES模型较RANS的标准k-ε模型能更为精确地描述湍流分布和管内非淹没气体射流速度的各向异性。但两者对于水柱加速过程的描述基本一致,只是由于LES模型的气液参混较为充分,气液速度相差较小,而可能导致两模型气体在喷口膨胀规律的异同。LES模型气液界面复杂,是用于研究管内气液流型的理想方法。该方法为三维模拟打下了较好的基础,所得结果可以作为管外射流研究的初始条件。     

双原子分子气体的定常隐式全流域多尺度算法

巨大的计算资源需求极大地阻碍了统一气体动理学格式的应用。采用宏观预估技术,基于Boltzmann-Rykov模型方程发展全流域适用的保守恒定常隐式算法,协同求解宏观方程和微观方程以加速收敛。在单元界面,通过模型方程特征差分解构造简单高效的多尺度数值通量,并结合非均匀非结构速度空间和速度空间自适应技术进一步降低计算需求、提升计算效率。超声速和高超声速平板绕流和圆球绕流的数值结果验证了算法的准确性与高效性。结果表明,算法能够准确求解二维和三维双原子气体多尺度流动问题,且相比于显式离散统一气体动理学格式可加速一个量级。