基于大涡模拟方法和修正的气泡平衡方程的舰船尾流气泡聚并研究

基于大涡模拟方法(LES)和经专门修正的气泡群平衡方程(D-BPBE),对舰船尾流中普遍存在的气泡聚并现象进行了数值模拟研究。结果表明:气泡聚并对尾流总气泡数密度的分布(BND)影响不大,但却是影响尾流气含量分布的主要因素;其原因在于气泡聚并主要发生于有大尺寸气泡参与的情形。虽然从数密度而言,大尺寸(500~1 000μm)气泡相对尾流总气泡的比例较小,但它是尾流中气含量的主要载体,因而往往直接决定着气含量沿尾流流向的分布特征。研究同时表明了气含量的分布特征为,近尾流区(约1.8 km内)近似以乘幂形式衰减,远尾流区以线性格式衰减。结论弥补了当前针对舰船尾流的研究一直不能明确气泡聚并在尾流气泡分布中的作用这一根本缺陷。     

船舶涡旋流堵漏效果与刚性桨叶工作位置的关系研究

船舶涡旋流堵漏是为克服现有堵漏手段的不足而提出的一种新技术思想,通过在船舶破口外侧形成局部涡旋流场,使破口处的海水高速旋转,大幅减小海水的压力,从而为破口的舱内封堵创造有利条件.在自行设计制作了专用实验装置的基础上,分别从桨叶相对破口距离、桨叶相对破口高度和桨叶相对破口角度3个方面,定量研究了刚性桨叶工作位置对进水时间的影响规律,进而揭示了刚性桨叶工作位置与船舶涡旋流堵漏效果的关系.实验结果表明:当刚性桨叶中心略低于破口中心,桨叶正对于破口且距离破口越近时,延长进水时间越明显,涡旋流堵漏效果越显著,可使用于堵漏的时间延长到300%以上.这一结论可为船舶涡旋流堵漏方法的完善提供必要的理论基础和实验依据.     

海上水基燃烧技术的高可靠性自致燃方法研究

作为海运安全、救援、环境等众多领域具有广阔应用前景的海上水基燃烧新技术,其自致燃的实现一直是瓶颈问题。本文针对性地提出一种能够适于海水弱碱性环境的高可靠性自致燃方法,即利用“Na+NH4Cl”的化学反应放热方法,核心思想是利用Na与海水反应生成H2,并利用NH4Cl特定的水解改性作用加剧其反应程度,确保所生成的H2自燃。文章研究了该方法实现高可靠性自致燃的化学反应原理,给出了专用材料的选取原则、最佳配比以及投掷的组合方式,并经实验表明其具有极高的自致燃成功率。研究结论可为自致燃问题的解决提供可靠的途径,从而使海上水基燃烧这一新技术简便致用。