浸深对高速斜支柱小水线面双体船阻力的影响

以DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)公开的Suboff潜艇模型作为鱼雷体并以NACA(National Advisory Committee for Aeronautics)翼型生成支柱构建了一艘斜支柱小水线面双体船.以此为基础,考虑黏性,通过求解RANS方程,系统地和针对性地研究了浸深分别对高速斜支柱小水线面双体船鱼雷体和整船阻力的影响,揭示了不同航速下各阻力成分与浸深之间的关系.通过研究发现:浸深对高速斜支柱小水线面双体船阻力影响显著,航速越高,浸深对整船阻力的影响越显著;虽然在近水面由于兴波的存在,鱼雷体阻力随浸深的减小而增大,但是整船阻力还是随着浸深的减小而减小.     

小水线面双体船结构疲劳评估方法研究

针对小水线面双体船的结构疲劳问题,建立某小水线面双体船的全船有限元模型,并分别采用中国船级社给出的简化方法和谱分析法对典型结构细节进行疲劳强度评估.结果表明：小水线面双体船的支柱结构的疲劳问题较为突出,简化方法可以忽略迎浪和斜浪对累积损伤的贡献;谱分析方法可考虑实际海况下的疲劳寿命,相比于简化方法更加合理.     

斜支柱小水线面双体船水动力性能的数值研究

基于三维势流理论并考虑黏性阻尼,计算某斜支柱小水线面双体(I-SWATH)船在波浪中的运动响应.与常规直支柱小水线面双体船和代尔夫特372双体船进行对比,I-SWATH船具有更好的耐波性能.以此为基础,充分考虑黏性条件,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程并结合重叠网格方法,进一步研究该I-SWATH船在静水及规则波中的阻力性能及运动响应.计算结果表明:I-SWATH船存在波浪增阻为负值的情况,并获得了在某种程度上倾斜支柱能够利用波浪能量的结论.     

基于分级目标传递的流体和结构多学科设计集成优化方法

以小水线面双体船(SWATH)的设计为载体,讨论多学科优化设计在其油耗问题中的应用.利用三维造型软件Solidworks对SWATH进行三维建模,对其中结构的部分运用有限元软件Hyper Works进行结构仿真分析,运用流体计算仿真软件FLUENT进行流体仿真分析.结合分级目标传递(Analytical Target Cascading,ATC)方法,借助Isight平台实现该问题多学科设计优化问题的求解,获得了良好的优化结果,实现了减小SWATH油耗量的目标.     

基于零兴波理论的非常规小水线面双体船设计

基于零兴波阻力理论,提出了一种非常规的S曲线形小水线面双体船(SWATH),其片体关于船中对称,单片体有一定艏向偏角.基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程黏流理论对设计进行求解验证,给出了设计的非常规SWATH静水中阻力性能.与常规带有鱼雷体状潜体的SWATH相比,设计的S形非常规SWATH不仅在低航速下(弗劳德数Fr=0.3)具有较低的阻力,在高速下(Fr≥0.8)也具有绝对的低阻优势.     

焊接缺陷对结构强度的影响

本文利用美国大型有限元分析软件ANSYS，采用“壳到体子模型”法，通过在子模型中设置缺陷，对某电厂泄洪闸门焊接缺陷对结构强度的影响进行了分析，得到了焊缝未焊透缺陷对结构强度的影响规律；焊缝未焊透缺陷仅使结构在局部产生较大应力。对于低碳钢而言，局部应力达到屈服后，由于应力存在着重新分配，焊接缺陷引起的局部应力集中，不易造成结构的破坏。     

浅谈ANSYS软件在结构优化设计中的应用

利用ANSYS软件对起落架减震支柱进行强度分析,通过特定工况下对减震支柱的有限元分析,得出了减震支柱的的应力分布规律,然后运用ANSYS软件优化设计模块对减震支柱中部接头进行了结构细节优化,为结构优化设计提供了一种辅助设计方法。     

基于ANSYS压力容器不等厚过渡区的强度优化

以大型有限元分析软件ANSYS为工具,利用APDL语言建立了参数化模型,在研究了压力容器各部件之间不等厚过渡区域的应力强度分布规律的基础上,结合ANSYS优化设计模块,对不等厚过渡区域的尺寸进行了优化设计.得出了过渡区域的尺寸和结构最大应力强度之间的关系,找到了过渡结构的最优设计尺寸.结果表明,采用优化设计后的结构最大应力强度比设计前的结构下降了10.6%.     

基于自抗扰控制的SWATH船纵向运动控制

针对具有非线性、强耦合性及参数不确定性的小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)纵向运动多变量控制系统,采用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)多变量解耦控制方法设计鲁棒镇定控制器.ADRC主要特点是实时估计对象模型摄动和外扰的总和作用量,并在控制回路中加以补偿,实现对象的实时动态反馈线性化.建立了某型号SWATH纵向运动ADRC多变量解耦控制系统,并与线性二次型调节器控制效果进行比较.数值仿真表明,该控制器对模型的不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性和适应能力.     

基于移动脉动源格林函数的小水线面双体船耐波性频域计算

基于三维移动脉动(3DTP)源格林函数,针对安装稳定鳍的小水线面双体船(SWATH),计入两片体之间的水动力干扰、黏性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性频域计算方法.通过与SWATH试验模型(SWATH-M)的试验结果对比,验证了计算方法的可靠性,进而研究了航速对SWATH-M耐波性的影响,并分析了黏性和稳定鳍对SWATH-M整船所受水动力的贡献.结果表明,基于3DTP的船体运动计算结果与试验结果吻合良好.船体的运动响应算子随波长变化呈现出双极值.随着航速提高,短波共振区附近的运动响应算子极值增大,而长波共振区附近的运动响应算子极值降低.黏性和稳定鳍对阻尼系数的影响主要体现在垂荡-垂荡阻尼系数和纵摇-纵摇阻尼系数上,对波浪干扰力的影响主要体现在垂荡力虚部和纵摇力矩实部.