有限水深Kelvin源格林函数及其导数的快速计算

应用线性船舶水动力学理论,将有限水深Kelvin移动兴波源格林函数分解成3部分:简单Rankine源集合、局部扰动项和波函数项。对各部分在亚临界和超临界航速时的快速计算分别作了讨论,其中对计算费时的局部扰动项采用了复数中的最陡下降积分法,加快了计算速度,进而引出各部分偏导数的计算。最后,比较了格林函数的差分值与偏导数值,计算了薄船兴波阻力与表面兴波,讨论了不同面元网格划分的收敛性,证实了亚临界、超临界航速兴波分别以横波、散波为主。     

分层流体中水平运动潜体产生的内波分析

从线性化的Euler方程和连续方程出发,采用线性自由面条件,通过傅里叶变换法研究水平运动点源在分层流体中产生的内波.利用源汇分布法分析运动潜体产生的lee波,采用稳定相法计算远场速度.计算结果表明,高模态内波的波域角小于低模态内波的波域角,内波的波域角小于Kelvin波的波域角;随航速增大lee波主要表现为散波.     

水面舰船减阻节能球鼻艏理论及模型试验研究

基于线性兴波理论,对水面舰船加装减阻节能球鼻艏进行理论和试验研究,发现水面舰船加装减阻节能球鼻艏可获得较好的减阻效果。根据理论优化结果选取多个理论模型进行船模阻力及波形试验。试验结果表明,球鼻艏在特定的中高航速下可以使兴波阻力最多减少37%,总阻力最多减少15%。     

考虑航行姿态的船模阻力及流场数值预报

为精确得到船模阻力及流场,研究了网格划分、湍流模型及船模姿态对预报结果的影响。首先,采用切割体网格技术及棱柱层网格技术划分了多套网格,研究网格尺寸大小及棱柱层参数对阻力、兴波及伴流场的影响;然后,比较了三种不同湍流模型在船模阻力及伴流场预报中的差异;最后,基于合理的网格划分及湍流模型,采用DFBI的方法预报了船模在不同航速下的姿态及阻力。计算结果表明:当Fr0.25时,不考虑航行姿态时阻力计算误差可达到18.3%。考虑航行姿态变化后,阻力计算误差小于3%;升沉和纵倾的计算值和试验值吻合较好。由此证明:采用DFBI方法考虑船体航行姿态的变化避免了网格变形或者重构,具有较好的收敛性和计算精度。     

两种声场模型下环境参数对Scholte波传播特性的影响

为了研究海洋环境参数对Scholte波传播特性的影响,首先在Pekeris海洋声场模型的基础上,建立了含沉积层的两层海底声场模型;然后,基于波动理论给出了Scholte波频散特征的求解方法;最后,分析了两种声场模型下环境参数(纵波声速、横波声速、密度、沉积层厚度、海水深度)的变化对Scholte波传播特性的影响。结果表明:两种声场模型下Scholte波均存在低频截止和频散现象,且能量主要集中在一个波长深度内,沉积层中横波速度的变化对Scholte波相速度影响最大。     

兰姆波二次谐波发生的进一步研究

对基频与二倍频兰姆波相速度严格和近似相等两种情形的二次谐波发生问题进行了比较完整的分析,给出了基频与二倍频兰姆波相速度近似相等时二次谐波积累效应的形成过程及解,以及二次谐波各个部分波的相位与传播距离成正比的结论,还给出了兰姆波的二次谐波具有空间积累增长效应的传播距离范围。数值结果表明,适当的兰姆波频散可使固体板表面的二次谐波法向位移分量增大。     

基于两种海底介质的地震波传播特性研究

为了解不同海底介质下浅海海底地震波的传播机理,首先从理论上分析了海底地震波的存在条件及其波动成分;然后求解了海底地震波的质点位移分布和运动轨迹。结果表明:硬质海底条件下,海底地震波的波动成分有Scholte波和简正波,具有频散现象,同时存在低频截止现象,并且Scholte波的截止频率比简正波低;软质海底条件下,海底地震波的波动成分只有Scholte波;两种海底条件下海底地震波的振动质点都沿椭圆轨道运动。     

磁粉离合器横摇激振装置

一、前言近来有越来越多的注意力集中在非线性横摇问题上,这是因为船舶的大角度横摇问题还需要进行充分的研究。在这里我们介绍一种宜于进行船模大角度横摇实验研究的装置——磁粉离合器横摇激振仪,它具有如下特性: 1.通过信号发生器可以准确地控制激振力矩的函数形式和大小; 2.通过控制激磁电流,可以保持等幅值的激振力矩,基本不受船模和装置之间相对运动的影响。即激振力矩幅不随船模的运动而变化; 3.对于正弦激振力矩,可以精确的分辩和控制其频率到步长为0.001赫芝,并能获得比较稳定的船模横摇运动的幅值和相位。船模在规则波中小阻尼的非线性横摇的显著特点之一是幅频曲线和相频曲线的跳跃     

舰船水压场畸变的数值模拟

用有限基本解法对舰船下方附加翼板后的水压场进行了数值模拟。分光体船、附加单翼板和附加双翼板三种情况,在不同的水深下分别进行计算,获得了相应的纵向通过特性曲线,并与实验结果进行了比较。在不同的翼板位置、攻角和离船底距离下对水压场进行计算,以优化得到最佳水压场畸变效果。     

浅海舰船地震波场仿真中的边界处理

为解决舰船地震波场数值仿真中的边界反射问题,结合浅海传播环境特征和舰船地震波激发机理,提出边界处理算法。采用交错网格有限差分法对一阶速度-应力方程进行数值离散;采用应力镜像法处理海水和空气的自由表面,采用分裂式完全匹配层法处理区域边界;将该模型应用于平行海底近场、远场以及倾斜海底的波场仿真算例中。仿真结果表明:加入边界处理后,自由表面的吸收和区域边界的反射有效减少,波场特征清晰,该算法符合浅海舰船地震波场数值仿真的边界处理要求。     

侧壁激波诱导下凹腔燃烧室冷态流场实验观测

在单凹腔燃烧室中引入侧壁激波,为研究燃烧室内部流动特性,采用纳米粒子平面激光散射技术和粒子图像测速技术对全尺寸玻璃燃烧室模型进行流场观测,获得了冷态流场展向和法向的瞬态灰度图及平均速度场。实验结果表明:在远壁面区域,凹腔内部速度与密度都较低;引入侧壁激波后,近壁面区域凹腔与主流的质量与动量交换增强,速度与密度升高;受到侧壁激波影响,燃烧室底壁边界层不再均匀,凹腔中后部产生大规模低速区,具有明显三维特性。     

坦克外壳对内部电磁波的影响及其振荡干扰波型的数值计算

在坦克的金属立方体盒子模型下,分析了坦克外壳对内部电磁波的影响,并对Lc型电路激发的电磁波在坦克内部形成的振荡波型进行了计算,分析了该类电磁振荡波对坦克内部其他电子元件产生电磁干扰的作用机理,对一种最低频率的谐振波型进行了仿真模拟,提供了对坦克内部电磁波电场分量及磁场分量的一种分析计算方法,为研究坦克内部电子设备的电磁干扰规律提供了思路,对提高坦克的电磁兼容性能具有一定参考意义。     

SWATH船纵向运动性能分析

根据切片理论编制了SWATH船在规则波及不规则波中的纵向运动理论预报程序.分析了航速对SWATH船在不规则波中迎浪纵向运动响应的影响规律.并研究了鳍的位置、尺度、组合形式对SWATH船纵向运动性能的影响.结果表明,中高速航行有利于发挥SWATH船优越的耐波性;增大鳍的尺度、使用艏艉组合鳍能提高SWATH船在不规则波中的纵向运动性能.     

舰船操纵运动时高频波浪力的算例

提出六自由度舰船波浪中操纵性计算方法 ,应用切片理论STF法及二维Frank源汇分布法研究了舰船在波浪中操纵运动时高频波浪力的计算 ,并编制程序 ,数值计算了在波浪中摇荡的一矩形剖面和某舰船的高频波浪力、附加质量 ,方形切片计算结果与已有试验吻合较好     

平底气泡船凹槽气层波动特性

为提高大型平底气泡船底部凹槽设计的有效性,基于RANS方程及VOF两相流模型构建了大型平板船凹槽气层数值计算模型。研究气层在凹槽中的动态发展过程,分析速度对气层波动的影响规律,并阐述三维凹槽气层的波形特性及其与二维气层波动的区别,揭示气层波动的相似律。数值结果表明:气层在凹槽中呈现波动形态,气层波长随速度的增加而增大,波长等于速度平方的0.64倍;气层在凹槽侧壁的干扰及反射下呈现相干波系,从而其波高及局部厚度也随之改变;气层波动满足傅汝德相似。     

高速方尾水面舰船兴波问题计算方法研究

将Dawson型兴波阻力计算方法推广用于高速方尾水面舰船兴波问题计算,在计算中同时计入了尾封板0静压力、尾倾与下沉等因素的影响.以两高速方尾水面舰船为例计算了兴波问题,将兴波阻力计算值与剩余阻力模型试验值进行了比较,求出了相应的相关系数.结果表明,本方法可较好地求解高速方尾水面舰船的兴波问题,兴波阻力相关系数可用于修正理论计算结果,以提高计算精度.     

几种排水型高性能船阻力性能对比研究

采用阻力理论计算方法,以高速圆舭艇的阻力性能为基准,对高速圆舭艇、深V型船、穿浪双体船以及高速三体船的阻力性能进行了对比研究,对比较结果进行了分析,给出了各船型的最适用航速范围.     

Inversion of UEP signatures induced by ships based on PSO method

To model the underwater electric potential (UEP) of ships, a multiple point-electrodes method is commonly used. However, it is difficult to determine the total number of point-electrodes, their respective positions and current values. In this paper, the particle swarm optimization (PSO) method is applied to solve the number, positions and current values of these point-electrodes according to the UEP distribution at a known depth below the keel of a ship. A scaled ship model experiment is carried out to determine the effectiveness of the method. The results show that for hulls in a natural corrosion or cathodic protection state, the UEP inversion accuracy can reach 85% at different depths below the keel. This method is suitable for software implementation and can help the simulation and prediction of UEP signatures.