摘要：在核算现有船舶能效指数时,波浪增阻是必须被计算的一项。采用远场法计算船体波浪增阻时,船体被看作整体进行运动响应和增阻的计算,然而船舶通常较长,纵摇对首尾垂向运动影响较大,以重心处的运动来表征全船的做法不再具有适用性。同时,以船舶重心处的数据进行整体“史密斯”效应修正,忽视了船体表面各处波浪起伏和波浪动压力的不同。为此,该文在船体表面每个面元计算辐射水动力,并单独计入当地“史密斯”效应的影响,结合辐射能量法,对湿表面积分得到全船辐射增阻。通过对不同航速的集装箱船S175和KCS进行波浪增阻计算,并与切片理论及试验结果进行比较,证明了该方法的有效性与准确性。

摘要：针对燃料轴向分级模型燃烧室进行了热态数值模拟,分析了射流喷嘴角度和当量比对模型燃烧室的速度场、温度场、停留时间、湍动能分布以及污染物排放量的影响。结果表明:随着射流当量比的增加,除45°外,射流喷嘴角度为90°和135°时射流喷嘴下游均有明显的回流产生,烟气在燃烧室中的停留时间增加;随着射流喷嘴角度的减小,一级燃烧区停留时间增加,二级燃烧区停留时间减少,但总停留时间增加;随着射流喷嘴角度和射流当量比的增大,燃烧室中高湍动能区域扩大;与90°和135°相比,在45°射流角度下,射流当量比较低时NOx质量分数较高,说明在一定的工况下射流角度为45°时NOx排放特性更低。

摘要：为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比增大,平面液膜分别会呈现平滑表面(λ≤23)、波动表面(23<λ<70)和液膜剥离(λ≥70)三种形态。此外,平面液膜破碎过程中会形成叶瓣状、波纹状、孔状和韧带状的液带,液带形状主要取决于气流和液体速度。液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长与韦伯数、动量比以及液相雷诺数有关,液膜破碎后的雾化粒径随着气流速度的增大而减小,与液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长呈线性关系。

摘要：为了研究气泡辅助系统降低船模碎冰区阻力的机理及效果,采用非冻结模型冰,在室外冰水池内开展了一系列船模拖曳试验,分别对不同碎冰密集度、不同船模航速及不同通气量参数下的阻力特性变化规律展开研究.试验结果表明:当该气泡辅助系统工作时,船体两侧的碎冰会受到气泡上浮及气水混合流的作用,发生翻转并向远离船体方向运动,在船体与碎冰之间形成一条无冰带,在该范围内几乎没有船体与碎冰的相互接触,以此达到降低阻力的效果;船模开启气泡辅助系统后的减阻率受碎冰密集度、航速、通气量三者共同影响,减阻率总趋势是随通气量的增加而增加,且该系统在低碎冰密集度、低航速工况下的减阻效果更好.

摘要：为了准确预报滑行艇的阻力性能,应用计算流体力学(CFD)方法,使用STAR-CCM+软件,并结合重叠网格技术和Savitsky方法,对滑行艇的三维黏性流场进行数值模拟和计算的不确定度分析。研究结果表明,滑行艇阻力、升沉及纵倾角等计算结果与试验数据吻合良好,滑行艇的艇底喷溅现象及水-气分布模拟正常,表明论文建议的方法可快速和准确地预报滑行艇的阻力性能。

摘要：针对海底管道与海床相互作用有限元仿真中普通拉格朗日单元因大变形而畸变的问题,需要选用更合适的仿真方法。本文首先分别采用针对网格大变形问题发展出来的任意拉格朗日欧拉(ALE)法以及欧拉-拉格朗日耦合(CEL)法建立有限元模型,借助模型试验数据验证数值仿真方法的合理性,并通过网格无关性分析,确定了ALE法与CEL法适合的单元尺寸。然后分别利用拉格朗日法、ALE法以及CEL法计算了海底管道垂向与侧向土体反力,通过对比分析得出各种方法在研究海底管土作用时的优、缺点。最后进行了管土作用试验,发现CEL法能够较好地反映管土作用中的速度放大效应。

摘要：针对船舶由零航速逐渐加速到恒定航速这一过程中的非定常兴波问题,该文采用高阶面元法离散船舶表面,并分布时域格林函数,构建了离散形式的时域边界积分方程,开发了基于三维势流理论的非定常兴波阻力计算求解程序。以Wigley船的加速运动过程为例,该文对时间步长与网格密度等参数进行了收敛性分析。将兴波阻力变化时历、稳定阶段兴波阻力系数和自由面波高的数值计算结果与试验值进行对比,发现结果吻合良好,表明时域格林函数法能有效求解船舶非定常兴波。

摘要：在新时代船舶设计大型化、专业化、智能化和绿色化的要求下,振动噪声设计面临激励力增大、专业化需求增加、智能化要求提高和结构刚度降低等挑战。通过总结和评价船舶全生命周期振动噪声设计研究现状,按振动噪声分析、振动噪声监测评价和振动噪声控制治理的设计顺序综述船舶结构中振动噪声研究方法和研究结果,并对今后的研究进行展望,旨在为相关设计人员与研究人员提供参考,从而更好地保障船舶安全、稳定、舒适地运营。

摘要：为提高喷水推进三体船的自航性能,该文采用基于仿真设计(SBD)方法,结合船体几何重构、CFD水动力预报、试验设计方法、近似模型和粒子群算法等技术搭建了多目标优化框架,对喷水推进三体船进行了“船体+喷泵”自航性能数值优化研究。优化结果表明:在设计速度下,三体船阻力降低3.9%,推进效率提高4.4%;流道进口前型线变平和减小喷水推进器布置距离,有利于喷水推进器推进性能的提高;尾封板向上提升,可使船体阻力下降的同时,增加推进器的推力。该文可以更好地理解船体型线及喷水推进器布置对喷水推进船阻力和推进性能的影响,具有一定的学术科研价值和工程实用价值。

摘要：为了有效利用极地气垫破冰船的发动机余热,需要研究相应的数值模拟方法。本文基于计算流体力学方法及混合物多相流模型,对包括舱室和垫升风机在内的内外部流场,进行与热交换相关的流场和温度场数值模拟。结果表明,加热对于改善垫升风机的推进效率有利,可使舱室平均温度上升41.13℃,垫升风机内平均温度上升34.16℃,对于极地气垫破冰船舱室及垫升风机内平均气温的提升有显著效果。混合物多相流模型用于数值求解此类热交换问题的有效性得到了验证。