摘要：滑行艇航行时重力主要靠水动力升力支撑,其具有阻力小、速度快等优点,目前在娱乐、救援、军事等多种场景有着广泛应用。滑行艇在航行过程中处在滑行状态,纵摇、升沉运动幅值较常规排水型船舶高,尤其是在波浪中航行时会出现周期性出水、入水类似跳跃的现象。该文使用自主开发动态重叠网格技术,结合开源计算流体力学库OpenFOAM平台对标准的深V型滑行艇(generic prismatic planing hull,GPPH)进行了快速性、耐波性数值模拟,并将数值计算结果与模型试验结果进行对比,证明了使用动态重叠网格技术能较好地捕捉滑行艇大幅纵摇、升沉运动;艇体周期性出水、入水会在船底部产生周期性的大幅值抨击压力,文中的数值计算也可以得出合理的压力预报结果。

摘要：喷水推进压力脉动是与其振动噪声密切相关的水动力性能,主要是由转子与定子相互作用引起的。压力脉动的数值模拟主要采用非稳态方法,计算消耗巨大。为此,将谐波平衡法引入压力脉动的数值计算,以某后置导叶型喷水推进泵为对象,通过与瞬态数值模拟结果相比较,发现谐波平衡法适用于喷水推进泵非定常压力脉动的数值计算。当谐波平衡法的阶数n达到5时,计算所得的流场、脉动力与瞬态计算结果一致。数值计算工作量相当于2n+1个稳态计算量,远小于非稳态计算的工作量。

摘要：为提高喷水推进滑行艇的阻力性能,基于求解RANS方程,采用重叠网格技术,对喷水推进滑行艇的三维黏性流场进行数值模拟,并在滑行艇尾部安装一种可变高度的截流板,对该滑行艇进行了阻力优化数值研究。在半滑行状态和滑行状态的5种航速下,研究了截流板的高度变化对滑行艇阻力性能的影响,得到了不同航速下截流板减阻的最佳高度。结果表明:截流板能显著改善半滑行和滑行状态下滑行艇的阻力,最大减阻达33.6%;随着截流板高度的增加,滑行艇的阻力先减小后增加,在不同航速下截流板存在最佳高度;随着航速的增加,截流板的最佳高度不断减小。

摘要：时域格林函数及其导数的准确计算对时域耐波性分析至关重要。本文基于Dawson积分和泰勒展开,提出了一种新的有效计算时域格林函数及其导数的方法。使用这种新方法计算了作用于一个进行大幅运动的潜没圆球上的垂荡力和一个以定速前进的潜没圆球的纵荡力,计算解和吴国雄给出的解析结果符合良好,说明本方法是准确的和有实用价值的。

摘要：射流卷气入水产生气泡群的湍流流动常见于水面船周边,是一种复杂多尺度气液两相湍流流动。为把握这一流动的时空演化规律,在带有自由液面的循环水槽中搭建了实验装置,使用光纤气泡探针对不同参数下的卷气泡状流动进行了实验测量。通过测量得到了流动中时均的体积分数分布、气泡速度以及气泡尺寸。还使用水听器对射流卷气入水产生气泡群的湍流流动进行了噪声测量,用于分析气泡群的声学特性。在数值模拟方法方面,在开源CFD软件OpenFOAM中开发了用于气泡群数值模拟的欧拉-拉格朗日算法求解器,通过数值模拟初步探索了这一流动的结构与气泡群的生成演化规律,为进一步开展相关声学特性研究打下了流动基础。