摘要：悬垂法是目前较为先进的深水、超深水大型水下装备安装方法,针对考虑安装船动力定位的悬垂法安装过程数值模拟问题,本文结合三维势流理论、集中质量法以及Morison方程建立了安装系统分析模型。利用PID控制器模拟动力定位系统,设计了推力分配单元,并考虑动力定位对安装系统的作用,最终实现安装船动力定位模式下的水下设备悬垂法安装时域耦合数值模拟。模拟结果显示:悬垂下放过程中安装缆张力逐渐增加,避免了突变载荷,且下放过程平缓;船的波频运动对安装系统影响较大;水下设备在下放初始阶段发生纵摇,且对横向载荷较为敏感;设备质量影响运动速度和纵摇振荡角度。

摘要：高速航行的三体船,其航行姿态会随着傅汝德数(Fn)的增加而发生变化。常见的CFD计算预报实船阻力常常以设计浮态为基准、固定船舶航行姿态的方法进行,也是导致计算偏差的原因之一。文中选定一艘三体船模型,针对自由和约束两种展开CFD数值模拟和阻力计算,得到其差别。为了进一步了解其兴波情况和摩擦阻力的变化规律,在0.3<Fn<0.6的范围内对处于自由和约束状态下的模型流场相关细节进行了分析。最后,对该三体船型进行了模型试验验证。

摘要：电伴热是极地海洋工程装备防寒主要措施,而热平衡是对流换热的关键问题.以圆管构件为研究对象,采用有限元数值仿真软件Fluent数值仿真与模型实验相结合的方法,分析了圆管构件在风速为0~40 m/s、温度为-40~0℃的极地环境条件下对流换热系数变化情况;基于数值仿真数据建立了电加热圆管构件对流换热系数的预测模型.结果表明:增大风速和降低温度都会增加圆管构件的对流换热系数;温度低于-30℃或风速大于25 m/s且温度低于-20℃时,温度对圆管的对流换热系数影响增大;实测数据验证了该模型的合理性.

摘要：对船舶柴油机大流量、高压比涡轮增压器压气机的气动噪声特性进行分析,借助自循环试验台进行了多工况的气动噪声特性及噪声控制后特性变化研究,结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率(BPF)发生的叶片谐次噪声与"电锯"(buzz saw)噪声组成,低转速区域没有明显的叶顶间隙(TCN)噪声出现;压气机进口气动噪声声压级随着转速增大而逐渐增大,同转速下压比越大噪声声压级越高,且气动噪声在进口反射之后呈现不规则传播状态而非球面波推进.在此基础上,安装设计的进气消声器对气动噪声进行控制,通过与敞口测试对比分析消声器对气动噪声特性的影响,结果表明:安装消声器后压气机进口噪声得到了较好的控制,消声器可以在较宽频率范围内抑制BPF噪声,且可使压气机气动噪声辐射声压分布更加均匀.

摘要：[目的]旨在系统性研究小型无人双体船的水动力性能。[方法]基于STAR-CCM+数值仿真软件,数值模拟小型无人双体船在不同弗劳德数Fr下静水状态和自航状态时的水动力性能。仿真选用非稳态RANSE模型,使用动态流体相互作用(DFBI)模型和重叠网格功能模拟双体船的纵倾与垂荡,并采用体积力法代替推进器的作用。使用摩擦阻力系数经验公式验证小型无人双体船在静水状态下的仿真结果,同时将自航试验结果与自航状态下的仿真结果进行对比以验证仿真结果的准确性。[结果]结果表明,当推进器转速为3000 r/min时,小型无人双体船在自航状态下的总阻力与静水航状态下的相差21.099%;在不同的推进器转速下,小型无人双体船在自航状态下的推力仿真值与试验值间的相对误差均小于10%。[结论]仿真值与试验值的对比验证了仿真的可靠性,采用体积力法研究的船体在自航状态下的水动力性能与静水状态下的差异较大,所用数值方法可为进一步预报双体船的水动力性能提供参考。

摘要：极地船舶在冰区航行中经常与各种类型的海冰发生不同程度的碰撞,充足的疲劳强度储备至关重要。本文提出了基于实测冰载荷的极地船舶结构冰激疲劳的累积损伤分析方法。以“雪龙”号极地考察船为研究对象,通过对我国第8次北极科学考察中的冰厚和航速等现场测量数据进行统计分析,在冰厚0.5~2.5 m、航速2~12 kn范围内构造冰激疲劳工况,并将二者的联合概率分布作为疲劳工况的发生概率;基于支持向量机方法反演识别出典型工况下的冰载荷时程,通过动力学分析确定关键位置及相应的热点应力,并采用雨流计数法统计应力循环次数;最后通过S-N曲线和Miner线性累积损伤理论进一步计算该航次内的疲劳损伤度,验证了“雪龙”号在冰区航行的安全性。本文对极地船舶结构的抗冰设计和安全评估具有一定的参考意义。

摘要：以一艘200方抓斗式疏浚船为例,阐述船舶波浪载荷长期预报和全船有限元直接计算方法。讨论不同波浪散布函数对船舶波浪载荷计算结果的影响。针对不同海域进行波浪载荷长期预报,通过对比分析得到南海海域波浪载荷水平,提出了南海工作船舶波浪载荷预报建议。在此基础上,对全船进行结构有限元分析,得到不同海域中全船结构应力水平,并对船体局部结构进行了优化,为在南海进行施工作业的疏浚船的设计提供参考。

摘要：为了研究大型商船推进轴系静态条件下尾管后轴承和螺旋桨轴的接触情况,建立了推进轴系校中计算的有限元模型.将尾管后轴承分成多个轴承分段,分别使用Hertz和Winkler 2种接触模型来模拟各个轴承段和轴段之间的接触形态,作为梁单元的非线性支撑边界条件,并使用迭代法求解有限元模型.数值计算结果表明:2种接触模型在后轴承接触范围的计算结果是基本一致的,但Winkler接触模型刚度较Hertz接触模型高,接触区域小,负荷分布集中.Hertz接触模型接触范围较大,不能满足Hertz接触模型成立的前提条件,因此在尾管后轴承的接触计算中,存在一定的局限性.

摘要：针对增压柴油机废气再循环(EGR)性能评估及最佳EGR率确定问题,提出了一种基于优化多目标灰色决策的评估方法。该方法选取柴油机主要运行参数为决策目标,以不同EGR率下各性能参数的实验数据作为效果样本矩阵,构建初始多目标灰色决策模型;将EGR燃烧与排放性能之间的折衷问题转化为决策模型的目标权重问题,根据增压柴油机不同工况下的EGR特点,采用专家打分初步确定NOx的排放量权重经验指数,通过灰关联分析法求解初始主观权重,并结合熵权法分析求解主客观综合权重,最终建立不等权多目标灰色局势决策优化模型。基于Matlab Guide设计并创建了增压柴油机EGR性能评估及决策仿真平台,仿真结果表明:优化后的模型及仿真平台可以实现不同工况下EGR率的性能评估及最优决策,且有效提高了仿真效率,决策结果较为合理,与目前普遍采用的确定原则基本保持一致,对增压柴油机EGR的优化研究及工程应用具有一定的参考意义。

摘要：针对豪华游轮,开发了结构化网格自动生成软件SUGOT-LCS。模型导入、计算域划分、网格生成和设置边界条件等操作均可自动完成。以一艘豪华游轮模型为例进行校验,并生成4套网格就阻力性能和自由表面波高分布对网格的依赖性进行了考察。计算结果表明,该方法可显著节省网格生成的时间,而且采用粗网格进行阻力性能预报已具有足够的精度,可将其应用于船型优化,具有较强的实用性。