摘要：螺距是船用螺旋桨桨叶重要的几何参数,对螺旋桨水动力性能的影响较大。在螺旋桨优化设计过程中,不同的螺距拟合方式不仅得到的螺旋桨桨叶几何形状的光顺程度不同,而且优化效果也不同。本文以DTRC438X系列桨为母型,结合粒子群优化算法和螺旋桨水动力性能的面元法理论预报程序,以提高螺旋桨敞水效率和限定推力系数值为目标,分别采用B样条曲线和贝塞尔函数拟合螺距方法进行螺旋桨各剖面螺距(桨叶其它参数与母型桨相同)的优化设计。对比两种方法各自优缺点,重点分析优化后螺旋桨的敞水效率、压力分布及环量分布并考虑侧斜的影响。经对计算结果分析表明:两种方法都得到了较好的优化效果。

摘要：船舶螺旋桨及舵均由水翼剖面组成,为了提高桨、舵的水动力性能,需要对水翼进行优化设计,以便得到水动力性能更好的桨及舵。提出一种基于线性权重处理的多目标优化算法,以降低阻升比和改善水翼表面压力分布为优化目标,将其应用到多目标水翼优化中。分别选取不同的攻角、不同翼型和不同的翼型表达函数进行优化设计。优化后得到的新翼型相对于原始翼型,具有低阻生比和较低的最小负压力系数,提高了翼型的升力效率和空泡性能。因此,验证了提出的多目标粒子群算法能够应用到多目标翼型优化设计的可行性。

摘要：对基本粒子群算法的权重进行改进,采用非线性权重,使得粒子在整个寻优过程中加速向最优解靠拢,从而快速收敛得到最优解.选取Rastrigin函数和Quadric函数为验证函数,对改进粒子群算法进行验证,改进粒子群算法具有更快更优的搜索性能.将其引入到三维水翼的优化设计中,分别以升阻比和压力分布为优化目标,以三维水翼的升力系数为限制条件,进行迭代优化.优化后三维水翼的升阻比及压力分布得到明显改善,验证了改进粒子群算法在三维水翼优化设计中应用的可行性及有效性.

摘要：为了改进喷水推进泵的敞水性能,利用改进粒子群优化算法优化其转子叶片.结合改进粒子群优化算法与数值仿真技术,以升阻比和压力分布为优化目标,对翼型NACA-6510进行优化.结果表明:经优化,翼型升阻比提高14.7%,压力分布中最低压力提高20%,有效地抑制了空化的发生.将优化翼型应用于喷水推进泵的水力模型设计,不改变翼型的位置,对其性能进行分析,发现其推力提高2.55%,效率提升6.38%;结合对扭矩系数和轴功率的分析,优化后喷水推进泵性能明显改善.经优化,喷水推进泵流场中叶片压力脉动明显改善,叶片最低压力值提高,延迟了空化的发生;分析叶片载荷分布,以及推力和扭矩的频域分布,发现叶片的优化未改变其基频,幅值变化与喷水推进泵的外特性参数相对应.上述优化设计有效改善了喷水推进泵的性能.

摘要：采用国家重点研发计划沉潜油回收项目研发的一款螺旋离心泵作为研究对象,采用数值仿真的方法,探究不同油品输运过程中螺旋离心泵的外特性变化规律。以清水作为对照组,选取常见的2种油品参数,开展计算研究。通过计算发现,在设计工况下,油品1扬程降低4.8%,油品2降低10.6%。随着流量继续增大至70 m3/h,油品2输送中,扬程降低23%,功率增加了近100%。这表明,黏性系数的增大,导致油品之间的摩擦力增大,进而导致内部压力增大,蜗壳近壁面的速度降低,削弱了流场内速度梯度,消耗了油品获得的能量;同时,油品运动过程中的摩擦力增大,导致泵送系统的功率增加。综上,通过计算分析,获得了油品对螺旋离心泵输送过程的影响规律,为后续螺旋离心泵开展溢油回收工作奠定了基础。

摘要：吸鱼泵以其高通过率,常被用于远洋渔业活体水产运输的动力单元。吸鱼泵在设计过程中,以通过率为优先目标。常用的蜗壳型式有螺旋式、环形等。采用数值计算的手段研究蜗壳形式对单流道泵性能的影响,通过计算发现,在设计航速下,螺旋式蜗壳的效率比环形蜗壳高10%,扬程比环形蜗壳高5%,同时环形蜗壳内压力高于螺旋形蜗壳;在涡舌位置处,涡旋结构在环形蜗壳内空间运动流畅宽松,对监测点的压力脉动进行分析,获得了蜗壳型式对吸鱼泵性能的影响规律,为后续吸鱼泵设计奠定了基础。

摘要：螺旋桨的螺距、纵倾、侧斜、剖面参数等众多几何参数综合决定着螺旋桨的水动力性能,在进行螺旋桨优化设计的过程中,需要以这些参数为优化变量进行优化。文章以粒子群算法为工具,基于面元法理论,以侧斜为优化变量,推力系数为限制条件,敞水效率为优化目标,对螺旋桨进行优化设计。侧斜用贝塞尔曲线拟合方式进行表达,给定一定的变化范围,符合优化过程中的实际变化。对优化结果进行分析,螺旋桨敞水效率提高,同时改善了桨叶表面的压力分布,有利于延迟空泡的产生;优化桨在0-1的进速中敞水效率均比原桨提高。

摘要：多波束主要用于考察海底地貌,保证良好的水动力性能可以更有利于多波束的工作。采用势流理论计算舰船水动力系数,进一步采用STF二维切片理论对舰船耐波性进行预报。多波束升力的计算要考虑波浪和纵摇的攻角,合力与升力、重力以及浮力的差值即为多波束与船体间的作用力,精确的计算有利于为多波束提供良好的力学环境保障,对于多波束进行海底作业及其重要。

摘要：采用RNGk-ε模型对不同后置定子叶数的喷水推进泵性能进行数值模拟,采用4119桨进行数值验证,计算结果误差均在3%以内,可有效预报水动力学性能。基于现有模型喷水推进泵,分析其水动力学性能,对比不同叶数定子的喷水推进泵性能,分析其推力性能,发现随着定子叶数增加到11叶,推力增大了5.7%,随着叶数继续增加,推力降低,最终只提高了2.1%;对转子推力进行傅里叶分析,发现转子的频域特性并未发生变化;同时分析尾流场压力脉动和湍动能分布,增加定子叶数可改善尾部流场的压力脉动,降低脉动值,随着叶数继续增大,脉动值又增加,其变化趋势与湍动能分布相同。通过掌握定子对喷水推进泵尾流场的影响特性,奠定喷水推进泵设计基础。

摘要：随着海洋科学研究的发展,需要水平搭载符合深远海投放的剖面漂流浮标。本文基于柱形浮标外部型线,结合水下航行器常用型线模式,提出三种不同的改造方案。采用数值仿真的手段,分析原模型与三种不同改造方案的水动力学性能。首先,分析了速度场和压力场的分析,发现原标体的首部及尾部位置,压力分布及涡量值均较大,且尾迹流较长,消耗能量大,优化方案改善了浮标的流场,减小了涡量场,缩短了尾迹流长度;然后,针对阻力及偏转特性分析研究,发现全包裹型线(方案1)阻力降低84%,方案1的偏转力减小47%,偏转力矩减小57%,在三种方案种效果最好。因此,在后续改造优化过程中可选择方案1作为可行性方案,设计或改造浮标。