摘要：跨介质航行器在近水面撞水过程中会产生弹跳现象,它受到多种因素的影响。论文针对航行体小角度撞水弹跳过程的影响因素开展数值研究。基于正交设计和方差分析,采用计算流体力学方法对速度70~174m/s、入水角2°~8°、初始倾角-8°~4°范围内航行体滑板撞水弹跳过程进行计算,并分析速度、入水角和初始倾角这3个因素对滑跳过程垂向过载、倾角变化以及飞溅高度的影响。发现速度和入水角是影响飞行器滑板撞水过程垂向过载的重要因素,尤其是速度,占影响的主要部分;入水角和初始倾角是影响撞水过程倾角变化及飞溅高度的重要因素,其中,入水角占主要部分。分析了各主要因素对流体动力及飞溅特征参数的影响,初步确定了有利于飞行器撞水过程稳定的参数范围的选取原则。

摘要：借鉴海洋生物高效巡游的运动方式,在传统水下滑翔机概念设计的基础上引入可扭转水翼的概念设想.水翼可根据滑翔机的不同运动姿态,自主调节水翼扭转角,使得水平方向能量输出最大,从而提高航程和续航力.分析了扭转角对滑翔机水动力性能的影响,按自定义的滑翔效率给出了最优扭转角.研究成果可为UUV的发展提供技术支撑和指导.

摘要：射弹高速入水过程涉及弹体运动与空泡之间的相互作用,具有强烈非线性。针对超空泡射弹入水过程开展数值仿真研究,采用基于重叠网格的计算流体力学技术建立超空泡射弹入水过程的数值模拟方法,对射弹带不同初始攻角斜入水过程中的受力与运动特性、空泡与流场演化进行分析,获得了初始攻角对弹体运动及其与空泡相互作用的影响规律。结果表明,所得研究成果可为超空泡射弹的设计工作提供技术参考。

摘要：文章针对水面船模阻力数值水池试验,开展了不确定度分析与评估研究。不确定度分析中,验证方法和流程基于正交设计和方差分析方法,确认方法和流程基于统计推断理论。以水面船标模DTMB5415为对象,进行了船模阻力数值水池试验不确定度分析评估的实例计算,给出了对数值试验结果有重要影响的试验因素和交互作用以及各类不确定度分量的大小,并提出了降低船模阻力数值试验不确定度的建议。

摘要：为进一步提升水下航行体操纵性能,在传统水下航行体操纵面上引入吹吸射流装置。采用正交设计方法对射流的流量、吸流口位置和吹流口位置进行优化设计,获得最佳参数组合。用RANS求解器评估安装了吹吸射流装置的水下航行体的水动力性能,并将其与传统水下航行体相比,验证了该装置在提升操纵性能方面的作用。在典型工况下通过舵剖面涡流场结构、流线和压力分布云图对吹吸射流的水动力机理进行了深入分析,研究成果可为吹吸射流装置在水下航行体的工程应用提供理论依据。

摘要：论文在传统水下滑翔机设计的基础上引入仿生推进的设计理念,希望借助水翼的运动来增加滑翔机的前进速度,从而克服传统水下滑翔机"随波逐流"的缺点。结合浸没边界法采用自编程序,通过求解不可压粘性N-S方程对水下滑翔机仿生推进运动进行了数值模拟研究。分析在不同来流速度下水翼运动参数对滑翔机推进性能的影响,通过自定义的推进效率以及对拍动翼后方涡流场结构的分析确立了最佳运动参数。

摘要：目前,国际海事组织(IMO)正在制定第二代完整稳性衡准骑浪/横甩薄弱性衡准。骑浪/横甩第二层薄弱性衡准中,输入参数较多,其中静水阻力和推力可以通过试验或数值方法获得,但通常在船舶设计阶段中试验数据缺乏,所以该文推荐一种简单估算阻力和推力的方法,并分析估算的阻力和推力对衡准中螺旋桨临界转速、临界傅汝德数和衡准值的影响,验证方法的适用性。同时还分析了波浪的绕射效应对衡准值的影响。最后根据计算结果对骑浪/横甩第二层薄弱性衡准方法提出修改意见,为IMO船舶骑浪/横甩薄弱性衡准的制定提供技术支撑。

摘要：利用WRF气象模式对南海风场进行了数值后报,并以此为驱动场,采用SWAN海浪模式对南海海浪进行了数值模拟研究,得到连续20年的南海风浪资料。通过与观测资料进行对比验证,发现模拟数据与实测数据匹配较好。在此基础上,利用风浪后报数据分析了南海风浪长期统计特征。通过不同分布模型统计结果对比分析,选取误差最小的P-Ⅲ型方法对南海风浪极值条件进行了不同重现期推算,为南海海洋工程设计提供基础数据和科学支持。

摘要：作为一种典型的钝体绕流,方柱绕流具有物体几何外形简单而流场结构非常复杂的特性,常规的基于RANS的数值计算方法难以准确模拟。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流动控制方程组,模拟包括脉动在内的湍流所有非定常流动量的时空演变过程,是湍流数值模拟中最精确的方法,在复杂流动数值模拟方面的应用潜力巨大。本文自主设计和编制并行数值模拟程序,使用基于"神威·太湖之光"国产CPU架构的大规模并行计算,开展了中等雷诺数(Re=10 000)方柱绕流的直接数值模拟。其中:不可压N-S方程组采用基于交错网格的有限体积法离散;压力-速度耦合采用SIMPLE算法处理;离散得到的代数方程组采用Gauss-Seidel迭代求解;时间步进采用Euler隐式格式,对流项采用QUICK格式,耗散项采用中心差分格式;数值模拟程序的并行化使用MPI方法处理。文中重点分析了方柱绕流的复杂涡系结构,同时给出了部分湍流统计结果,并通过与RANS和LES模拟结果的对比分析,展现了DNS在复杂精细流场模拟方面的优势。

摘要：围绕水下平板壁面剪应力测量进行了一系列的试验测试研究工作,包括MEMS壁面剪应力传感器标定、平板模型设计、微弱信号测量系统开发、平板边界层参数估计与CFD仿真分析以及近壁面速度剖面LDV测量等。对于速度为0.2~0.7m/s的来流,基于MEMS传感器阵列对水下壁面剪应力进行了测量,同时使用LDV进行速度剖面测量,并通过对速度剖面的拟合求解出平均壁面剪应力值。通过比较可知,MEMS测量结果、LDV速度剖面法拟合结果和经验公式计算结果三者一致性较好,相互之间差别在5%以内。