船体结构流固耦合模态分析

本文提出了一种计及流体与结构相互作用时船体结构模态计算的方法。船体结构用有限元法计算,流体运动则用布置在船体表面的线性分布的三角形元源汇模拟.利用干模态法求得船体结构在流体中前几个谐调的固有频率与国有模态,计算结果与实验值相当吻合。     

三角形沟槽旋成体表面减阻性能的数值模拟

基于仿生微小非光滑表面具有减黏降阻特性的基本思想,在高速转动旋成体表面布置不同深度和间距的三角形沟槽.采用RNGκ-ε模型对其三维流场进行模拟,分别计算表面光滑旋成体与表面具有三角形沟槽的旋成体壁面阻力系数,对比两者壁面剪应力大小可知,将三角形沟槽布置于高速旋转的旋成体表面,可降低旋成体在高速转动时壁面的空气阻力,从而降低动力消耗,并且沟槽深度和间距均对旋成体壁面阻力产生不同影响.与光滑旋成体相比,三角形沟槽旋成体最大减阻率为12.060%.     

用边界元法计算结构振动辐射声场

讨论了用边界元法计算结构振动辐射声场的数值方法。对计算中的积分奇异性采用三角形斜坐标系、退化单元法进行处理,构造了三角形、四边形线性等参元和四边形二次等参元。对特征频率处解不惟一问题采用ＣＨＩＥＦ加Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法进行处理。构造单元具有简单、规范和精确等优点,可用来计算已知表面振速结构的声辐射,或与相应的结构有限元结合,计算结构的振动辐射声场。以脉动球和辐射立主体为例,计算了结构表面声压、声     

球形源区电磁辐射特性分析

解析地求解了在球形均匀电流源区的电磁场分布，计算了源区平均能流密度和通过球体表面的总辐射功率。结果表明，源区电场的计算不存在奇异性。     

用内潜的高阶分布源强单元计算绕任意三维物体的势流

本文利用内潜奇点片的概念，提出了二次分布源强的三角形单元，进行绕任意三维物体的势流的计算，并得到了计算所需要的一系列积分公式。对球体和三维船体的伴流的计算表明，在精度和节省计算机内存方面得到了满意的结果。     

三维边界元单元自动剖分的一种新算法

提出了一种空间表面三角形边界元单元自动剖分的新算法。给出了节点及单元形成的算法及有关规则．最后，给出了典型计算实例。     

磨削淬硬加工区域温度的数值模拟

磨削淬硬是利用磨削加工中产生的热——机械复合作用直接对零件表面进行热处理，使工件表面层发生马氏体相变，达到与表面热处理一样性能的一种新技术．本文利用伽辽金方法建立了磨削淬硬加工温度场的有限元模型，并采用三角形热源模型基于ANSYS有限元分析软件对其温度场进行了数值计算．基于温度场数值计算与模拟结果对磨削淬硬加工淬硬层厚度进行了预测，并与实验结果进行了对比，验证了仿真结果的合理性．     

纵向涡强化换热的数值研究及场协同原理分析

用三维数值模拟的方法研究了纵向涡发生器用于管-翅表面的流动换热特征.计算了Re(为800~2 000)、三角形小翼型涡发生器的冲角(分别为30°和45°)对管-翅表面平均Nu、压降的影响,并利用场协同原理进行了分析.结果发现纵向涡强化管-翅表面换热的内在机理可以用场协同原理进行解释,即纵向涡发生器使全场速度和温度梯度之间的平均夹角减小.另外计算还发现:三角形小翼对顺排换热器的强化换热效果好于对叉排换热器的强化;冲角为45°的三角形小翼强化换热效果好于冲角为30°的三角形小翼;冲角为45°的三角形小翼导致空气压降提高,而冲角为30°的三角形小翼则可使压降有所减小.无论传热管是叉排还是顺排,冲角为30°的三角形小翼比冲角为45°的三角形小翼在消耗单位泵功条件下带来的强化换热效果更大.     

二维浅水水流的一种新型三角形网格FVM计算格式

将三角形网格良好的边界拟合性能与有限体积法守恒性质好、求解速度快的优点相结合，构造了适用于三角形网格的有限体积计算模式，模式以交替方向隐式(ADI)求解．采用长江三峡工程河段水流资料对模型进行验证计算，将实测值与计算值作了对比，结果令人满意．     

非结构网格中子输运方程的离散纵标节块数值解法

基于离散节块方法（DNTM）的思想，研究了一种新的适用于二维三角形节块的离散坐标数值解法．使用坐标变换将任意三角形变换为正三角形，源项和通量的空间分布使用二次正交多项式展开，横向泄漏项的空间二次分布通过使用二元二次多项式近似正三角形节块的通量分布来获得、针对小尺寸易出现不收敛的情况，提出了一种改进的节块平衡有限差分方法．数值计算结果表明，该方法能满足非结构几何区域问题的求解需求，与细网SN方法相比，该方法在较粗的网格下具有高的精度，同时还适用于较细网格下的中子输运计算．     

船型参数的流体动力设计

本文提出一种综合考虑流体动力性能的船型平衡设计方法(BDM),即首先根据本文提出的综合指数R选择流体动力性能优良的母型船,然后利用正交设计方法优化母型船,以便得到满足设计要求的船型。同时给出了一个利用文中提供的设计方法完成的渔船优化设计实例。     

船体绕流计算网格自动生成研究

应用保角变换函数和多项式拟合函数，建立了覆盖船体表面及其外场的数值计 算网格自动生成的数学模型和计算机程序。此项研究的主要贡献为：应用边界层薄层 理论计算结果控制网格的总体扩展，应用边界层速度剖面的指数分布律控制网格的局 部扩展；从而保证了计算网格的有效性。可用于船体势流与粘性流的绕流计算，也可 用于船型的计算机辅助设计。     

新型浅吃水双尾鳍渔船船型的研究

双尾鳍船型目前普遍应用于浅吃水肥大型的运输船上，对改善其阻力、推进性能和耐波性方面均有明显的效果。然而在相对较瘦的小型渔船上未见有所应用、作者通过理论分析，在国内提出在渔船上采用双尾鳍船型。本文对浅吃水渔船的尾鳍形状设计进行了探讨，并就设计的两种不同形状的尾鳍船型进行了阻力、推进和耐波性的模型试验。结果表明，只要尾鳍合理，可使其阻力、推进和耐波性能优于普通的双桨渔船以及目前渔民惯用的三机三桨推进的     

船体三维厚边界层理论计算

将描述船体粘性绕流的完整的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程简化为部分抛物线模式，辅以Ｃｏｌｅｓ速度剖面和Ｈｅａｄ渗入方程，应用流线坐标系中的积分－差分算法，求解绕船体三维边界层的流动参数。对于船模ＳＳＰＡ ７２０的考核计算表明，自船首９０％的船长范围内，有关边界层参数的计算结果同相应测试值符合得令人满意。本文为船体粘压阻力与近尾流场计算提供了一个有效的数值方法。     

船体三维边界层计算的初值确定

为了研究绕船舶后体粘性绕流计算方法，提供了一个实用、简单和准确预报船舶前体边界层的方法。该计算由简化的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程、三维传输补充方程、幂指数速度分布函数、表面摩擦律和一个积分数值计算方法组成．计算实例表明，沿船长自首部 ７０％的范围内，数值计算结果同高阶理论所给出的计算结果以及同Ｌａｒｓｓｏｎ给出的测试结果符合良好。     

实际流体中船体绕流流场的理论计算

对于无限水深非定常不可压缩粘性流体，计入非线性自由表面边界条件的船体绕流，根据薄边界层理论和Ｐｏｉｓｓｏｎ压力方程，应用有限差分数值方法，计算绕船体流场参数及其阻力。以ＳＳＰＡ７２０模型进行了考核；其结果表明同有关计算方法具有相同的精度量级，可作为低雷诺数下流场计算的数学模型和数值方法。     

船舶自由纵倾随浪稳性计算

论述了船舶在整个横倾过程中不发生纵倾，浮心只在船体剖面内作二维移动时的 稳性。建立了波浪稳性力臂的表达式和浮态方程式．并对一艘灯光兼围网渔轮在随浪 波峰上的稳性进行了计算，计算结果是满意的。还讨论了船舶在随浪中自由纵倾的情 况；提出了纵倾浮态方程式和流体动压力修正，从而给计算船舶在随浪中的稳性提供 了一种方法。     

波浪中载液船舶运动的时域模拟

基于势流理论,采用切片法和脉冲响应函数方法实现船体时域运动,同时采用黏性流理论模拟计算舱内液体的非线性晃荡,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程. 该方法考虑了波浪、船体、液舱晃荡之间的耦合作用,并结合船体内外流场特点分别采用了势流和黏性流理论,具有较高的计算效率. 研究结果表明：通过数值模拟计算和模型实验,数值模拟计算能够清晰显现液舱晃荡对船体全局运动影响,船体运动响应曲线与模型实验结果吻合良好.     

荷载位置对龙骨帆船大倾角稳性影响

为了研究荷载位置变化对龙骨帆船大倾角稳性的影响程度,采用可变质量位置变化对大倾角稳性影响的计算方法,依据Maxsurf软件与检验规范,并以一艘10 m休闲龙骨帆船为例,获得不同人员布局在满帆操作下的安全操帆风速,计算复原力臂差值,得到影响程度的最大差异可达到10%-33%的结果。研究表明,设计、检验和驾驶龙骨帆船时,要注意人员布局对帆船稳性的影响。     

一种对船桨干扰问题的黏势流耦合求解方法

基于黏性流计算流体力学(CFD)及势流理论,建立了一种黏流雷诺平均方程/面元法耦合迭代求解方法,对船桨相互作用问题进行了数值模拟.自由面的船体绕流场模拟应用CFD黏流方法,螺旋桨水动力载荷计算采用势流面元法.在黏性流场模拟中得到桨盘面处的总速度分布,减去螺旋桨诱导速度得到实效伴流速度并作为势流计算速度进口条件,螺旋桨效应以体积力的形式在黏性流场中体现.计算值与试验值的对比结果表明,黏势流耦合迭代求解方法能较好地预报船桨干扰问题,且较全域船桨离散化网格CFD求解船桨干扰的方法,计算量大为减少.该方法充分融合了黏势流方法的优点,既能计及黏性效应又能发挥势流快速准确的优势,能够拓展应用于船体及螺旋桨性能预报及设计优化的研究.