拖曳水池阻塞效应对不同船型影响数值研究

在进行变尺度船模系列试验、大尺度船模自航试验、几何相似船模尺度效应试验或者比较不同尺度水池的试验结果时,必然要遇到阻塞效应问题.在水池尺度较小、船模尺度相对较大时,阻塞效应尤其突出.阻塞效应混在各种分析结果中,影响结论的准确性,必须予以修正.采用计算流体力学(CFD)方法,通过改变计算域的大小来改变阻塞比,利用流体体积分数(VOF)方法捕捉船舶的自由液面,计及升沉和纵倾两个自由度,对两种船型进行了不同阻塞比、不同航速下的阻力数值计算,探究船型、水池宽度和深度与阻塞效应影响程度的关系,获得了阻塞效应的影响规律,并对拖曳水池的阻塞效应修正提出了合理化建议.     

我院建成一座中型船模试验水池

在建国三十五周年前夕,我院造船系船模试验水池经过八年建设,已建成完工,并于九月二十八日举行了船池拖车动车调试典礼。 这座船模试验水池由船地大厅、模型制造车间及办公楼三部分组成,总建筑面积为4500平方米,试验水池长160米,宽7米,深4米,是我国东北、华北地区目前规模最大的船模试验水池。各种设备均接试验工作要求专门进行设计并采用了先进技术。 供拖曳船模及搭载试验人员、仪器的拖车重13吨;车体为箱形板式钢构。其速度范围为二档:低速及回车为 0.05-0.8米/秒,常用速度为 0.5-8.0米/秒。拖车最大的起动及制动加速度分别为0.ig与 一0.…     

标准船模拖曳水池自航试验不确定度分析

参考国际船模拖曳水池会议(ITTC,2017)推荐规程以及国家相关标准,对船模拖曳水池的自航试验进行不确定度分析.首先对船模自航试验流程进行了梳理,确定其不确定度来源;然后根据自航试验原理,提出了不同温度时试验数据换算的方法,对ITTC关于自航试验不确定度分析规程进行补充;其次在试验数据进行温度换算之后,计算了船模自航试验中桨模转速、推力、扭矩和强制力的不确定度,并进一步计算了相关自航因子的不确定度.分析结果表明:当名义温度15℃时,按照95%的置信水平,各自航点的转速的扩展不确定度小于0.4%,推力和扭矩的扩展不确定度均低于1.0%,推力减额的扩展不确定度低于5.5%,伴流分数的扩展不确定度低于1.1%.本试验的船模自航试验不确定度分析的方法和步骤可以作为其他水池试验的参考.     

拖曳水池计算机辅助试验系统的软件架构和数据处理

阐述了船模拖曳水池计算机辅助试验系统软件架构的设计思路,介绍了各个模块的功能和各种不同的数据文件在整个软件系统中的作用。讨论了船模试验过程和事后处理中传感器零点漂移的补偿与样本时序统计值的分析,提出了解决的方法。     

基于HUST-Ship的船舶自航仿真流场特性分析

模型试验中监测船舶周围流动特性需要花费较高的成本,基于数值试验水池的虚拟试验模拟方法能够较为方便地捕捉船舶航行过程中其周围的精细流场特征.本研究基于重叠网格方法实现数值试验水池网格与船模网格的嵌入,形成船舶自航数值试验模型.运用粘性流CFD方法开展船舶航行过程中的流场特性数值仿真工作并进行可靠性验证.不同国际标模在数值试验水池中的试验结果表明,数值预报结果与模型试验结果之间的差别小于3%,且数值试验能够捕捉得到自由液面升高与速度分布云图等流动细节的特征.研究表明,基于数值试验水池的虚拟试验方法无论对船舶宏观水动力性能还是精细流场流动特性都能够实现高精度数值预报.     

标准船模的阻力单航次试验不确定度分析

对船模拖曳水池的阻力试验进行不确定度分析,提出了降低试验不确定度的方法.根据船模阻力试验的流程,确定了试验过程中的误差源;根据不确定度的传递方程,确定了误差源对于试验结果影响的大小;在不同日期进行标准船模带舵的单航次重复试验,获得其试验结果.根据总阻力的成分,将所有试验结果换算成名义温度下的数值,进而分析其不确定度.结果表明:在95%置信水平下(k=2),各个速度的总阻力及其主要水动力系数的扩展不确定度均小于1.1%,摩擦阻力系数的扩展不确定度均小于0.025%,弗劳德数的扩展不确定度均小于0.1%.     

二体水下拖曳系统的试验研究

介绍了一种将传感器测量法应用于船模试验水池中进行水下拖曳系统模型试验的方法,并借助这一方法探讨了二体水下拖曳系统的水动力性能。试验结果表明：将传感器测量法应用于船模试验水池中进行水下拖曳系统的试验可以取得令人满意的效果,它为水下拖曳系统模型试验提供了一种理想的手段;二体水下拖曳是一种使水下拖体在波浪环境下作业时保持稳定的简便、经济的水下拖曳方式,它能有效地减少拖曳点对水下拖体的波频扰动,保证水下拖体在恶劣的海洋环境下拖曳时的姿态稳定,是一种值得发展的水下拖曳系统。     

双螺旋桨船的美人架阻力的尺度效应

双螺旋桨船模附体阻力的换算方法是一个很困难的问题,尚未满意地得到解决。本文给出一双桨破冰船的两几何相似裸体及带美人架的船模试验结果,指出美人架阻力存在明显的尺度效应。将三因次换算方法应用于上述破冰船模型,所得结果与许多水池经常应用的照顾尺度效应的β法比较,最后给出一些结论。     

丰满船船首形状对阻力的影响

本文根据上海交通大学水池实践和船模试验研究的结果,初步总结了C_B约为0.8的丰满船船首形状对静水阻力的影响。大量的试验研究表明:在这类船上,无论采用大球首、小流鼻或使船首底部上翘,不同程度地都能改善阻力性能。     

第十五届国际船模试验池会议简介

(一)国际船模试验池会议概况国际船模试验池会议(International Towing Tank Conferenc 简写 ITTC)是于1933年发起组织的一个国际性会议,它的宗旨是:交流各国水池之间的试验技术与分析技术,以便正确地根据模型试验结果予估实船的航行性能;促进船模试验这门学科的发展。第一次会议于1933年7月在荷兰海牙召开,当时出席大会的仅有九个欧洲国家的二十三位代表。以后大体每隔三年一次轮流在英国、美国、瑞典、意大利、西班牙、法国、德国、日本、加拿大等国召开。由于造船工业与海洋工程发展的需要,新建立的船模试验研究机构日益增多,又因为历届会议始终保持既定的宗旨,它的会议文集具有指导性的意义,故各国船模试验池对它十分重视,参加会议的国家和代表也越来越多。国际船模试验池会议的组织机构大体是:常务委员会(Executive Committee),负责组织、领导整个会议;向大会推荐各个技术委员会的主席及其成员;履行大会决议。顾问委员会(Advisorry Council)主要向常务委员会提出建设性的意见;审查各个技术委员会向大会所作出的建议。技术委员会(Technical Committees)——根据船模试验研究的各个领域设立的技术委员会,它的任务是向大会报告该领域中三年来的进展情况及存在的问题;对今后工作提出指导性的建议。国际船模试验池会议成员组织(ITTC MemberOrganizations)——所有船模试验池或船舶流体力学实验室,根据其模型试验结果能经常地对造船工业部门或用船部门提出指导性意见和提供技术资料者,都可申请加入国际船模试验池会议,经常务委员会审查合格者即可成为ITTC的成员组织。成员组织可派出一     

单体复合船型艏艉附体水动力性能模型试验分析

为了研究艏艉附体对单体复合船型水动力性能的影响,以某单体复合船为研究对象,针对不同组合附体及尾板方案开展了水池模型试验.通过不同附体方案的模型静水阻力和耐波性试验,分析了半潜体、艏鳍及尾板参数对单体复合船型水动力性能的影响,总结了影响规律.试验结果表明,半潜体、艏鳍及尾板对复合船型静水阻力均有影响,但影响机理不同,艏部组合附体使复合船型的耐波性得到大幅提升,尾板对耐波性的改善贡献较小.试验结果能为组合附体和尾板的优化设计提供参考.     

水陆两栖飞机变鳍式浮筒安装高度的水动性能研究

鳍式浮筒式水动布局作为水陆两栖飞机的水动布局之一,鳍式浮筒安装高度直接影响水陆两栖飞机水动性能。通过单船身模型拖曳水池试验,比较两个鳍式浮筒安装高度的单船身模型滑行稳定性与水阻力,分析鳍式浮筒安装高度变化对水陆两栖飞机滑行稳定性与水阻力影响,由试验结果表明增加鳍式浮筒安装高度改善水面滑行稳定性,减小了水面滑行中水阻力。     

大型集装箱船拖曳水池敞开式风场中风阻试验与数值计算

就拖曳水池开展了风场研究,对敞开式风场风阻试验进行了可行性验证.在此基础上,对一缩尺比为1.0∶87.5的3 100箱集装箱船模进行了风阻测试与集装箱布置优化分析,结合一系列布置方案试验结果以及计算流体力学CFD数值模拟计算,讨论了集装箱布置对船舶风阻的影响.结果表明:敞开式风场中风阻试验是一种简单有效的新式测量方法;试验结果与CFD及ITTC推荐公式进行了交叉验证,具有一定可靠性,CFD在精度与细节模拟上效果更佳;布置优化可以有效减少大型集装箱船风阻.     

分层流体中尾迹时间序列结构的实验研究

在大型重力式分层流水槽中,采用多点组合探头阵列的动态测量方法,通过对线性密度分层盐水中拖曳球产生的扰动密度场的时间序列分析,研究了运动物体生成内波的运动学和动力学特性,实验获得了体积效应内波向尾迹内波转变的特征结构和体积效应内波传播的三维非对称结构,由此建立了体积效应内波的预测模型.研究表明：建立以实验为依据的理论预测模型是运动源致内波研究的有效途径.     

自由液面作用下的驳船稳定性研究

研究了驳船液体舱室中自由液面的分布以及舱容率对船舶浮态和稳性的影响,计算了船舶在风载荷作用下的稳性衡准数,并对船舶破舱稳性进行了分析,分析结果可为驳船实浮拒航提供参考。     

基于遗传算法的最优导引律

该文利用遗传算法对线性二次型性能指标最优过程问题中权系数矩阵进行了优化,得到组合性能指标最优的导引律。推导出了一种适用于反坦克导弹击顶制导的最优的导引律,通过仿真计算论证了该导引律的有效性。     

多机构控制下的拖曳体三维水动力响应分析

以一种自主稳定可控制水下拖曳体为研究对象,分析匀速拖曳时在迫沉水翼和双尾推进器联合作用下拖曳体的三维水动力响应特性.首先根据已有的单控制机构(迫沉水翼或双尾推进器)作用下拖曳体的拖曳水池样机二维试验数据作为训练样本,采用LMBP算法,建立起基于神经网络理论的自主稳定可控制水下拖曳体水动力数值模型,以此为工具分析在两种控制机构联合操纵下拖曳体的三维水动力特性.数值模拟结果表明:利用这一神经网络模型可以对拖曳体在多机构控制动作下的三维水动力响应进行有效的数值仿真模拟.     

基于熵权法的坦克火控系统健康评价方法

 针对坦克火控系统状态评价过程中存在的主观性较大、结果不够精确等问题,研究了基于熵权法的火控系统健康评价方法。在建立健康评价指标体系的基础上,构建了健康指数模型。按照指标属性,对不同量纲的指标进行归一化处理,采用熵权法计算模型中各指标对系统健康状况影响的权重值。最后采用该方法对某型坦克火控系统进行评价。结果表明,稳定性指标是影响火控系统总体性能的重要指标。评价结果具有较高的可信度,可为火控系统的使用及维护提供依据。