基于面元法的潜艇螺旋桨低频线谱噪声预报方法

首先,用CFD方法计算得到潜艇尾部非均匀伴流场,并用面元法对非均匀流场中的螺旋桨非定常压力分布进行了计算,将潜艇伴流场的计算结果以及螺旋桨非定常力的计算结果与实验结果进行了比较,结果吻合较好;然后,将计算得到的压力分布时域信号输入到噪声积分方程中,计算出螺旋桨诱导的噪声声压,所得到伪噪声声压级与Seol的噪声声压级吻合很好。结果证明:该方法可真实考虑螺旋桨形状,对噪声源和观测点的距离没有作任何近似,计算速度快,为潜艇螺旋桨的噪声性能快速评估及优化提供了技术支撑。     

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。     

叶轮几何参数对漂浮潜水泵外特性的影响

为了研究叶片数和包角对漂浮潜水泵外特性的影响,基于Pro/E软件建立了漂浮潜水泵内部流场模型,利用Fluent对其内部流场进行数值模拟,探讨了不同叶片数和包角对漂浮潜水泵外特性、内部流场、叶片受力和速度分布的影响。结果表明:随着叶片数增加,效率曲线的高效区向大流量方向不断扩展;扬程曲线随着包角的增大而变得陡峭;效率曲线的极值点随着包角的增大向小流量方向移动,且高效区的范围不断缩小;存在工况最优的叶片数和包角。研究结果可为优化叶轮几何参数、改善内部流场分布和提高泵效率提供一定参考。     

迎风格式在接触间断的数值耗散及其诱导误差

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生会诱导出以特征速度运动的数值扰动误差,该误差对数值耗散的大小无影响,但会影响流场的速度及压力参数分布,从而改变流场的结构。在二维问题中,诱导误差相互干扰会产生大量的复杂小尺度结构,给流场结构分析带来困难。同时,在密度参数线性分布的流场中,若空间离散格式重构的对象为对流通量,使用矢通量分裂格式计算流场会产生数值误差,使计算精度难以到达二阶。     

节流方式对隔离段流场结构影响的数值仿真

在隔离段尾部设计节流装置是试验上模拟反压对隔离段流场影响的常用方法。针对不同节流方式对隔离段流场结构的影响,采用数值模拟方法进行了比较研究。比较三种节流方式,包括在斜坡面尾部设置节流直板、在头罩面尾部设置节流直板和流场中间布置对称斜楔等。结果表明,由于隔离段斜坡面和头罩面边界层发展的非对称性,三种方式所产生的激波串结构均靠近头罩一侧的壁面。第二种方式产生的激波串强度较大,边界层分离较为严重,容易造成流场堵塞,在实际中不利于激波串的试验研究。另外两种方式所产生的流场结构类似,但是第一种方式在设计加工上相对容易实现。     

高超音速粘性流场数值计算中差分格式的对比分析

本文通过三维高超音速粘性流场的求解对三种常用的差分格式： Ｈａｒｔｅｎ 的 Ｔ Ｖ Ｄ 格式、修正后的 Ｏｓｈｅｒ Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｙ 的 Ｔ Ｖ Ｄ 格式以及 Ｊａｎｅｓｏｎ 的当地极值递减 （ Ｌ Ｅ Ｄ） 格式对激波的分辨率、边界层计算的准确性和格式的计算效率等三个方面进行了较细致的对比分析， 为三维高超音速复杂流场的数值模拟打下基础。     

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。     

非对称尾翼伴飞弹大攻角流场及气动特性分析

采用SSTk-ω湍流模型基于有限体积法求解三维N-S方程,进行稳态数值模拟,得到了伴飞弹在Ma =0.6,0°～ 90°攻角的气动力和绕流场变化规律,弹体所受侧向力随攻角增大呈周期性变化;弹体在所研究的攻角范围内静稳定,但在大部分攻角时稳定力矩不足,不利于伴飞弹迅速恢复稳定姿态.因此,提出了增大尾翼弦长和翼展两种改进方...     

排气消声器的CFD数值仿真

建立了消声器内部流场的物理模型,并进行网格划分,确定了数学模型;利用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟,得到消声器内部流场的速度分布、压力分布及能量损失,并分析了其内部流场对消声性能的影响,进而确定了影响消声器消声效果的结构因素,为消声器的结构设计提供了一种可靠的指导方法.     

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。     

盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场的半经验分析

采用独立常数法对盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场进行半经验分析 ,获得了舰船尾流横截面的扩展和衰减规律以及尾流横截面上的电导率信号的分布规律 ,可为鱼雷的电导率探头追踪水面舰船尾流的数学模型提供基础 .     

随动系统智能测量结构的实现

介绍了舰炮随动系统的一种智能测量结构 .它采用微机控制技术 ,能自动对随动系统的多项技术性能进行定量测试 .通过引入虚拟仪器设计思想 ,内嵌数据库和软件示波器 ,实现了对正弦机、光线示波器和振子箱等人工测量仪器的替代     

复杂转子系统支承阻尼优化设计

用拟模态综合法分析计算复杂转子系统的不平衡响应;以系统的不平衡响应和支承动载荷为目标函数,对支承阻尼进行了优化设计.通过对一双转子系统的分析计算,说明所提出的理论、方法对于旋转机械的动力特性设计和改进是有价值的.     

舰船消磁系统S矩阵及其测量方法

建立了舰船消磁系统舰磁干扰量模拟法的S矩阵数学模型 ,该模型可以用来模拟产生任意地磁场作用下和舰船任意姿态时消磁系统电流变化关系 .提出了利用不同主航向上舰船消磁系统电流与横摇角、地磁场和感应干扰量的变化关系来测量和分析S矩阵元素的方法 ,为解决舰船消磁系统快速抗干扰和跨纬度区调整问题奠定了理论基础 .     

鱼雷动力电池组充电自动检测系统

介绍一种高效、自动、快速的鱼雷动力电池充电检测系统.该系统充分利用了微机控制技术、高速信号采集和处理技术,精确地自动测试充电过程中电池的电压,并在充电过程中进行故障检测、显示报警.     

防半穿甲导弹战斗部动能穿甲模拟试验研究

根据半穿甲导弹破坏机理和穿甲力学中的相似理论 ,以目前世界上典型的半穿甲导弹战斗部为模拟对象 ,设计出试验装置、弹丸和 3个系列共十几种结构形式的靶板 .通过对试验结果的分析比较 ,得出各种装甲结构形式抗半穿甲导弹动能穿甲特性 .     

螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

为考虑螺旋桨真实激励特性,在循环水槽中开展艇尾伴流场中螺旋桨诱导艇尾脉动压力及螺旋桨激励水下艇体振动响应的测量试验。试验结果表明:脉动压力幅值在叶频处最大,且随螺旋桨负载增加而增大,随与螺旋桨之间距离的增大而减小,四叶桨脉动压力在尾翼后的高伴流区幅值较大,五叶桨则在尾翼之间的低伴流区幅值较大;大部分测点的振动响应幅值随螺旋桨负载增加而增大,但也存在叶频处幅值较小和未随负载增加而增大的情况;五叶桨激励引起的侧向振动较四叶桨有所增强而轴向振动有所减弱;特定谱峰频率处振动响应幅值呈一阶弯曲振型,其频率范围与有限元计算结果较为一致。综合采用计算流体动力学、有限元和模态叠加法建立螺旋桨激励水下艇体振动响应的数值计算方法,通过计算与试验结果的对比发现,该方法的计算结果与试验结果吻合较好,相比于采用单位简谐激励的谐响应分析方法更加接近真实情况。     

线导鱼雷导引弹道的动力学分析

通过线导鱼雷常用导引方法—三点法、前置角法导引弹道的动力学分析 ,推导出不同方法下鱼雷旋回速率的解析表达式 ,并通过数字仿真对鱼雷线导导引弹道动力学特性进行探讨 ,明确了线导鱼雷导引弹道特性与导引方法之间的关系 .     

中性水中铸铁和铸铝的缓蚀行为研究

以合成的磷酸醇胺与钼酸盐为缓蚀剂的主要成分,并且分别复配羧酸、胺,设计出4种体系,采用失重法和电化学方法研究它们在中性水中对铸铁及铸铝的缓蚀作用.实验结果表明,浓度高的磷酸醇胺有着良好的缓蚀性能,添加羧酸对铸铝有很好的效果,添加胺对铸铁有很好的效果.并且初步探讨了缓蚀机理.     

直列式内燃机往复惯性力对瞬时转速影响的仿真研究

提出了两种由直列式内燃机往复惯性力计算转速波动的仿真模型 ,对不同气缸间惯性力的相位耦合进行了仿真分析 ,证明缸数对转速波动的幅度和频率均有着很大的影响 ;利用希尔伯特变换对转速波动信号进行时频分析 ,证明了多缸机转速波动波形为调频余弦曲线