易变形船舶螺旋桨流固耦合特性分析

应用双向流固耦合方法,研究了桨叶变形对螺旋桨桨叶表面压力、周围流场及敞水性能的影响,分析了438X系列螺旋桨变形前、后桨叶表面的压力分布以及螺旋桨周围流场的变化,对比了桨叶变形前后的螺旋桨推力系数和扭矩系数。结果表明:桨叶的变形改变了桨叶表面的压力分布并引起螺旋桨周围流场的变化,桨叶变形前、后的推力系数最大相差9.3%,扭矩系数最大相差8.1%,桨叶变形引起的螺旋桨敞水性能的改变不可忽略,不同几何形状螺旋桨变形前、后敞水性能的变化也不尽相同。该研究结果可为新型易变形材料螺旋桨的性能预测、设计提供指导。     

一种新的多传感器航迹关联算法

提出一种基于多传感器航迹的关联算法.首先根据雷达和目标球极投影后的几何位置关系,利用三角形的几何性质分别建立两个航迹关联函数,并利用加权思想进一步建立相似度函数;在此基础上,利用一阶泰勒展式对航迹关联函数理论分析获得航迹粗关联门限;然后依次通过粗关联和精关联实现航迹关联.仿真结果表明了该算法的时效性和稳定性.     

鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响

为考察鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响,用基于速度势的面元法建立了吊舱推进器水动力性能计算的数学模型,对附鳍的吊舱式推进器的定常及非定常水动力性能进行了预报.螺旋桨和吊舱及鳍之间的相互影响通过迭代计算来处理.采用计算较为简便的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面形状的面元以消除面元间的缝隙.在桨叶随边满足压力Kutta条件,用Yanagizawa方法求得物体表面的速度分布.计算了无鳍、单鳍和双鳍拖式吊舱推进器的水动力性能,计算结果表明,鳍会产生推力,使得双鳍时整个推进器的水动力性能最好,单鳍次之,无鳍最低.     

低噪声螺旋桨的快速几何重构和水动力性能预报

采用基于涡格升力线理论的开源程序OpenProp对低噪声螺旋桨进行了几何重新设计和敞水性能曲线预报,分析了非均匀进流对敞水效率的影响,并对开源程序应用于螺旋桨几何重构和水动力性能预报上的精度由DTMB 4119标准桨给予了校验。结果表明:重构4119桨的敞水性能曲线与原桨实验值在大范围进速系数内吻合良好,重构低噪声桨的敞水性能曲线也与原桨模型试验测量值吻合一致,证明了该开源程序在普通桨以及低噪声桨几何重构和水动力性能快速预报上的适用性,可直接用于舰艇初始方案设计阶段的螺旋桨设计分析。     

空中目标敌我识别空域关联函数算法

空中目标敌我识别需要根据多信源、多因子综合判断目标属性.空域关联函数的计算是其中的一个关键问题,其实质是用数学方法判断平面内给定的一个点是否位于给定的单连通区域内部.解决此问题常用的方法有几何法、网格法和射线法等.针对此问题,基于复变函数理论,提出了环路积分算法,并推导出了针对任意多边形的环路积分算法的计算公式.     

系列头型空泡特征及其对细长体阻力特性影响的试验研究

为了了解不同头型的空泡特征及其对轴对称体阻力特性的影响,在高速水洞中试验研究了6种典型头体在不同空泡数下,轴对称体上空泡的几何特征以及相对应的阻力特性,分析了空泡数对轴对称体空泡特征与阻力的影响.     

任意形状非均匀面目标毁伤效果计算方法

目前,用模拟法计算面目标毁伤效果时缺乏有效的目标离散化算法.首先基于网格法建立了描述任意形状非均匀面目标的数学模型.其次,以引入的一种几何算法为基础,提出了任意形状非均匀面目标毁伤效果的计算方法.算例给出的方法具有较高的计算效率.     

基于面元法的三维机翼数值设计

利用一种数值迭代方法设计出具有给定目标压力分布形式和环量及厚度分布的三维机翼.取一初始机翼,应用考虑尾涡衰减及卷曲的面元法计算三维机翼的流体动力性能,对机翼几何形状进行小的扰动并计算由此引起的压力变化,形成雅可比行列式,求解出几何修正因子以改变机翼几何形状,多次迭代后得到具有目标压力分布形式的机翼.再由给定的环量及厚度分布修改目标压力,重新设计机翼,最后得到符合设计要求的三维机翼.重点讨论了数值设计中尾涡模型、目标压力分布形式、几何控制点对设计结果的影响,及如何加快计算收敛.算例分析表明,设计方法收敛快速、有效可行,计及尾涡衰减及卷曲能够得到更准确的设计结果,目标压力分布形式和几何控制点的选取决定了设计机翼的光顺性.     

螺旋桨桨叶计算机实体造型方法研究

提出了一种螺旋桨桨叶造型的新方法———采用UG软件对螺旋桨桨叶进行精确实体缝合造型法,充分利用Matlab与UG的接口技术,对桨叶截面曲线的形成进行了优化,提高了造型精度,得到了光顺的螺旋桨桨叶的三维实体模型,为螺旋桨的性能优化及数控精加工创造了条件.     

透波隐身机翼蒙皮设计参数优化方法仿真研究

为同时获得良好的气动和隐身性能,基于外形隐身技术与材料隐身技术相结合的原理,提出了一种以透波为主的机翼蒙皮设计方案;为平衡透波机翼升力与机翼电磁隐身性能之间的关系,采用一种基于代理模型的策略,对透波机翼外形几何特征参数进行了优化设计.研究结果表明,经过优化后,透波机翼在频域、空域范围内保持良好的雷达散射截面(RCS)减...     

三种艉部附体方案的粘性阻力数值计算

水面船舶艉部附体不但影响船舶的阻力,而且对螺旋桨的伴流分数以及推力减额也会产生较大影响。近年来,越来越多的研究者都重视使用数值方法进行船舶附体优化设计。在分析某排水型水面船舶艉部附体特点以及优化目标后,设计出两套艉部附体优化方案。通过数值计算方法对这3种方案的船体带附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场的数值模拟。分析比较了它们的粘性阻力和螺旋桨桨盘面处的伴流,最后得到双尾鳍附件的最优方案。     

泵喷宽带非定常激振力预报与参数分析

为预报泵喷推进器转子与湍流互作用宽频非定常激振力,在Sears函数的基础上,考虑随机湍流波的影响,推导了螺旋桨宽频非定常激振力预报公式,并与实验值对比验证了该公式。进一步考虑泵喷推进器转子工作在前导叶尾流场的情况,通过Gauss尾流模型建立叶片尾流湍流波数谱,通过经验公式计算叶片尾流场参数。推导得到泵喷推进器转子宽频非定常激振力预报公式,通过公式计算得到的宽频非定常激振力与数值计算结果相近。分析了流场参数的变化对推进器转子宽频辐射噪声预报结果的影响。研究得到,湍流强度只影响宽频非定常激振力预报结果的幅值,湍流积分尺度对幅值和频谱形状都有较大的影响。     

鱼雷气幕屏蔽和降噪的实验研究

利用气流提高鱼雷螺旋桨叶片处的压力,减少螺旋桨的空泡,从而降低鱼雷辐射噪声,以及利用人工气幕屏蔽螺旋桨噪声,可以大大减小在鱼雷基阵处的自噪声。实验研究表明,在鱼雷自导工作的频率范围,可降低自噪声约１０ｄＢ以上。     

基于遗传算法的涡轮增压器叶轮优化设计

提出了一种基于遗传优化理论的涡轮增压器叶轮的优化设计方法,论述了以涡轮增压器叶轮能量损失最小为目标函数,以叶轮叶片进口角、进口直径、进口宽度、出口直径、叶片数、出口角为设计变量的涡轮增压器叶轮的优化设计模型及优化计算的方法,数值计算表明,这种算法可以方便地求得具有最小涡轮损失的涡轮叶形参数.     

Analysis on Velocity Characteristics of Cavitation Flow Around Hydrofoil

The time-averaged velocity distributions in flows around a hydronautics hydrofoil were measured by using a digital particle image velocimeter(DPIV) system.The results show that the velocity distribution in the whole flow field depends on the development of cavitation structures with the decreasing of cavitation number.The high-fluctuation region with lower velocity relates to the cavitation area.The lowest velocity distribution in the cavity core becomes more uniform,and its influence becomes smaller gradually as moving to downstream.The main-stream velocity distribution is even,then fluctuate and even at last.In the supercavitation stage,the fluid velocity in the cavitation region,corresponding to the front of the hydrofoil's suction surface,has a distribution close to the main stream,while the fluid velocity in other cavitation area is lower.     

泵喷推进器线谱非定常推力预报方法与试验验证

为预报泵喷推进器转子与周期性前导叶尾流互作用线谱非定常推力,忽略泵喷推进器转子叶片厚度,将泵喷转子简化为环形叶栅,根据片条理论,在半径r处截取泵喷转子分段,忽略流场参数沿分段径向的变化,从而可将该环形叶栅分段视为平面叶栅,在平面叶栅与简谐波互作用的基础上考虑周期性进流,推导得到前导叶分段与转子分段互作用线谱非定常激振力,转子分段周向积分得到非定常推力线谱预报公式,通过数值和试验方法验证公式的有效性。开展设计参数影响分析,得到当前导叶-转子间距与前导叶弦长的比值大于1时,转子-后导叶间距对转子单个叶片的激振力线谱推力几乎不存在影响。     

Mathematical control theory solution of an interactive accounting flows model

In this paper we have applied the mathematical control theory to the accounting network flows, where the flow rates are constrained by linear inequalities. The optimal control policy is of the “generalized bang-bang” variety which is obtained by solving at each instant in time a linear programming problem whose objective function parameters are determined by the “switching function” which is derived from the Hamiltonian function. The interpretation of the adjoint variables of the control problem and the dual evaluators of the linear programming problem demonstrates an interesting interaction of the cross section phase of the problem, which is characterized by linear programming, and the dynamic phase of the problem, which is characterized by control theory.     

空泡螺旋桨在任意形状船体上诱导的脉动压力数值预报方法研究

研究了空泡螺旋桨在任意形状船体上诱导的脉动压力的一种数值预报方法 .该方法采取了在船体表面布置偶极子的办法 ,取代了传统的固壁因子 .对放置在自由表面上的平板船体模型进行了计算 ,并将计算结果同理论估算方法的结果进行了比较 ,说明本计算方法是可行的     

基于旋转点电荷模型的舰船腐蚀电场

为了找出轴频电场无法彻底消除及实际测量中静电场产生波动曲线问题的原因,基于旋转点电荷的建模方法对舰船腐蚀电场进行研究。利用汉克尔变换对点电荷在三层介质中产生的电场进行近似求解,得出一定转速下感应电场随时间、螺旋桨半径及水面距离变化的规律曲线图,并通过实验验证了理论结果的正确性。结果表明:螺旋桨旋转产生的感应电场是构成舰船腐蚀电场的一部分,一定转速下的感应电场频率与螺旋桨转动频率一致,并会随着螺旋桨半径及与水面距离的增加而减小。