检索结果-南通市图书馆

带前置预旋导轮的螺旋桨空泡脉动压力数值模拟研究

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船舶力学 2021年第10期25卷 1292-1301页

作者：翟树成刘登成韩用波中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 江苏省绿色船舶技术重点实验室江苏无锡214082 上海船用节能装置发展有限公司上海200011

本文基于非定常粘性RANS方法结合Schnerr-Sauer空泡模型,建立了船后螺旋桨空泡脉动压力数值预报方法,并开展了数值方法的不确定度分析;然后采用ITTC'78自航预报规程结合CFD方法预报了带前置预旋导轮的节能效果,开展了安装节能导轮后的... 详细信息

本文基于非定常粘性RANS方法结合Schnerr-Sauer空泡模型,建立了船后螺旋桨空泡脉动压力数值预报方法,并开展了数值方法的不确定度分析;然后采用ITTC'78自航预报规程结合CFD方法预报了带前置预旋导轮的节能效果,开展了安装节能导轮后的螺旋桨空泡脉动压力预报研究;对比分析了有无节能装置时的螺旋桨叶表面空泡形态及1阶和2阶船体脉动压力。研究表明,在本实例中安装节能装置后的1阶和2阶脉动压力分别下降了33%和20%,而桨叶表面空泡面积也有所下降。

关键词：螺旋桨空泡 CFD 脉动压力节能装置

基于TR-PIV湍流场测试的流动噪声探索研究

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基于TR-PIV湍流场测试的流动噪声探索研究

作者：翟树成中国舰船研究院

学位级别：硕士

研究流场流动特征和对应流动噪声之间的关系有着重要意义,但无论是应用数值模拟或者试验技术来研究流动噪声都有一定的困难。Curle声类比方法提供了一种研究流动噪声的途径,其需要较高时空解析度,一般的试验测试技术很难同时满足。而现... 详细信息

研究流场流动特征和对应流动噪声之间的关系有着重要意义,但无论是应用数值模拟或者试验技术来研究流动噪声都有一定的困难。Curle声类比方法提供了一种研究流动噪声的途径,其需要较高时空解析度,一般的试验测试技术很难同时满足。而现在通过TR-PIV（Time-resolved Particle Image Velocimetry）可以同时获得较高时间和空间解析度的流场信息,因此本文探索了基于TR-PIV流场测试结果预报了流动噪声辐射的方法,为细致研究流场流动现象和与之对应流动噪声提供了有效手段。首先,通过对国内外流动噪声研究和TR-PIV先进流场测试技术的分析,确立了基于TR-PIV流动噪声预报的基本途径。以长深比为3:1的二维矩形孔腔作为研究对象,在CSSRC空泡水筒中应用TR-PIV获取了孔腔内部和周围的二维平面速度场,并对不同来流速度下的平均速度场、涡量场和湍流强度分布进行了计算比较。对孔腔内部流场的速度进行了频谱分析,获得了孔腔自由剪切层处的频谱特征,其频谱峰值频率与Rossiter经验公式结果吻合较好。TR-PIV能够的捕捉到孔腔流动的流动细节特征,帮助理解孔腔内部复杂流动物理机制,为探索流场特征和对应流动噪声之间的关系奠定了基础。然后,在计算预报流动噪声之前必须先获得瞬时压力场,本文通过积分不可压Navier-Stokes动量方程获得流场瞬时压力场分布。为了降低压力场计算误差,采用了全方向、多路径、取平均的处理方法。建立了压力场计算方法后,应用虚拟旋转速度场对压力场计算程序进行了验证,瞬时压力场计算值达到较高的精度。在计算速度梯度之前对速度场进行了低通滤波处理,以便获得质量较高的瞬时压力场来预报流动噪声。最后,将计算得到的瞬时压力场分布代入到Curle声学类比方程中,求解得到孔腔的流动辐射噪声。分析了不同距离接收点处孔腔流动噪声的频谱规律,并将孔腔声辐射特性和涡发放特征进行了比较,得出孔腔声辐射特性和孔腔自由剪切层处的涡发放有着相关的联系。

关键词：孔腔流动流动噪声 TR-PIV Curle方程瞬时压力场

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静水中扭波推进水动力的数值模拟（英文）

船舶力学 2016年第6期20卷 647-654页

作者：白亚强张军翟树成丁恩宝中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

尼罗河魔鬼鱼(GNF)采用长背鳍扭波推进,具有较高的推进效率和机动性,而鱼体主体可以保持直线不变形。为适应扭波推进过程中鳍面的大摆角变形,文中采用动网格技术求解了静水中扭波推进非定常流场,鳍面最大计算摆角达到85°,并通过与水动... 详细信息

尼罗河魔鬼鱼(GNF)采用长背鳍扭波推进,具有较高的推进效率和机动性,而鱼体主体可以保持直线不变形。为适应扭波推进过程中鳍面的大摆角变形,文中采用动网格技术求解了静水中扭波推进非定常流场,鳍面最大计算摆角达到85°,并通过与水动力实验结果比较验证了数值计算方法的可靠性。文中还分析了鳍面压力分布随相位的变化及其与推力产生的关系,以及水动力随扭波频率的脉动规律。研究表明,推力系数不随扭波频率而变化,轴向、垂向力波动频率是扭波频率的2倍,而侧向力脉动频率与扭波频率一致。

关键词：扭波仿生推进数值计算

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尾鳍摆动推进水动力与流动涡结构特征分析

船舶力学 2024年第2期28卷 220-228页

作者：苏博越翟树成白亚强张军中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

作为BCF(body-caudalfin)推进模式中的典型代表,金枪鱼游动快,是重要的仿生研究对象之一。本文基于弹性光顺模型和局部网格重构模型动网格技术,建立仿金枪鱼尾鳍摆动推进流场RANS数值计算及涡结构提取分析方法,通过网格无关性验证,并与... 详细信息

作为BCF(body-caudalfin)推进模式中的典型代表,金枪鱼游动快,是重要的仿生研究对象之一。本文基于弹性光顺模型和局部网格重构模型动网格技术,建立仿金枪鱼尾鳍摆动推进流场RANS数值计算及涡结构提取分析方法,通过网格无关性验证,并与其它研究结果的比较验证数值计算方法的有效性。对尾鳍摆动推进过程中主要涡结构的产生与演化研究表明,尾鳍摆动推进水动力由St数主控,尾流中环状涡结构呈“之”形交错分布,并且随着St数增加,涡结构逐渐从单列演变成双列,推力系数逐渐增大。

关键词：尾鳍摆动数值计算水动力涡结构

平板湍流边界层流向—法向平面发卡涡的PIV实验研究

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船舶力学 2016年第1期20卷 23-30页

作者：刘璐璐翟树成张国平张军中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082

湍流边界层流动精细涡结构的分析对于水下航行体表面减阻乃至降噪机理的深入研究都具有重要意义。文章应用粒子图像测速技术(PIV),对Re_θ=1 743和5 400时的平板湍流边界层的流向一法向平面流场进行了测试研究。一方面,直接对瞬时速度... 详细信息

湍流边界层流动精细涡结构的分析对于水下航行体表面减阻乃至降噪机理的深入研究都具有重要意义。文章应用粒子图像测速技术(PIV),对Re_θ=1 743和5 400时的平板湍流边界层的流向一法向平面流场进行了测试研究。一方面,直接对瞬时速度场精细涡结构进行提取分析,通过Galilean分解和λ_(ci)准则识别出流向—法向平面中的发卡涡及发卡涡包。研究表明,发卡涡和雷诺应力的分布特征具有高度相关性;发卡涡包产生了流向动量的法向不规则分层分布特征。另一方面,文中通过对500个瞬时速度场子样进行时间平均分析,获得了不同雷诺数下平均速度以及湍流度分量的法向分布规律。此外,文中还对发卡涡的几何尺寸和漩涡强度λ_(ci)进行了统计分析。研究表明,在y^+50后λ_(ci)δ/u_τ衰减平缓,且低雷诺数下的值较大。

关键词： PIV 湍流边界层发卡涡涡包漩涡强度涡识别

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PIV基准流场的评估分析

船舶力学 2013年第7期17卷 722-728页

作者：程素斌翟树成张怀新上海交通大学上海200240 同济大学上海200092 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

PIV基准流场是规范PIV流场测试技术和校验流场测试数据的统一标准。文章通过分析PIV流场测试技术的发展及其基准流场技术的发展状况,对PIV基准流场建设方法进行初步研究。应用CFD方法初步评估了HTA及ITTC的建议模型,给出了基准模型周围... 详细信息

PIV基准流场是规范PIV流场测试技术和校验流场测试数据的统一标准。文章通过分析PIV流场测试技术的发展及其基准流场技术的发展状况,对PIV基准流场建设方法进行初步研究。应用CFD方法初步评估了HTA及ITTC的建议模型,给出了基准模型周围流场结果,并与HTA提供的SPIV试验测试结果进行比较分析,对PIV基准流场的方案设计和不确定度分析进行了进一步思考。分析结果为模型标准与测试标准的建设提供了基础。

关键词：基准流场 PIV 评估

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静水中长鳍扭波推进的水动力数值研究

水动力学研究与进展（A辑） 2016年第4期31卷 402-408页

作者：白亚强张军丁恩宝翟树成中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082 江苏省绿色船舶技术重点实验室江苏无锡214082

长鳍扭波推进是一种典型的鱼类游动方式,具有高效、低噪、机动灵活等一系列优点。该文以"尼罗河魔鬼"鱼为仿生研究对象,采用弹性光顺法和局部网格重划法的动网格技术对大摆幅的长鳍扭波推进运动流场进行了数值计算研究,鳍条最大摆幅高... 详细信息

长鳍扭波推进是一种典型的鱼类游动方式,具有高效、低噪、机动灵活等一系列优点。该文以"尼罗河魔鬼"鱼为仿生研究对象,采用弹性光顺法和局部网格重划法的动网格技术对大摆幅的长鳍扭波推进运动流场进行了数值计算研究,鳍条最大摆幅高达85°,对长鳍扭波推进在系泊状态下的水动力进行了研究,并与试验结果进行了比较验证。数值分析了鳍面压力分布及其随相位的变化,以及与推力产生的关联,并分析了长鳍扭波推力随扭波频率的变化,研究表明,系泊状态下,推力系数不随频率而改变。

关键词：仿生推进扭波推进柔性长鳍数值计算

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转捩模型在螺旋桨数值计算中的应用

船舶力学 2021年第4期25卷 393-398页

作者：洪方文张志荣刘登成郑巢生翟树成中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082

螺旋桨敞水性能数值计算是船舶快速性能分析的基础,其计算精度对船舶快速性预报的准确度至关重要,湍流模型的选用是保证螺旋桨敞水性能计算精度的关键。本文利用k-ωSST湍流模型和γ-Reθ转捩模型对螺旋桨敞水性能进行了计算。结果表明... 详细信息

螺旋桨敞水性能数值计算是船舶快速性能分析的基础,其计算精度对船舶快速性预报的准确度至关重要,湍流模型的选用是保证螺旋桨敞水性能计算精度的关键。本文利用k-ωSST湍流模型和γ-Reθ转捩模型对螺旋桨敞水性能进行了计算。结果表明,在模型尺度下螺旋桨叶片表面流动的相当一部分还保持着层流状态,带有转捩能力的湍流模型对这类流动具有更强的模拟能力。

关键词：转捩湍流模型数值计算螺旋桨敞水性能

压力梯度对湍流边界层壁面脉动压力影响的数值模拟分析

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舰船科学技术 2022年第11期44卷 40-43页

作者：舒礼伟翟树成海军装备部重大项目中心北京100071 中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082

通过对非平衡态湍流边界层壁面脉动压力的数值模拟研究,建立有压力梯度下的湍流边界层壁面脉动压力数值模拟方法。通过对不同厚度分布的翼型表面的湍流边界层模拟,获得不同压力梯度模型的壁面脉动压力特征。采用湍流边界层参数对脉动压... 详细信息

通过对非平衡态湍流边界层壁面脉动压力的数值模拟研究,建立有压力梯度下的湍流边界层壁面脉动压力数值模拟方法。通过对不同厚度分布的翼型表面的湍流边界层模拟,获得不同压力梯度模型的壁面脉动压力特征。采用湍流边界层参数对脉动压力频谱进行归一化处理,其频谱特征与试验结果吻合较好。对湍流壁面脉动压力的频率-波数谱进行分析,获得了显著的湍流传输特征。随着不同模型压力梯度的增加,在波数峰脊附近的谱级增加幅值为3 dB。此数值模拟方法可为复杂工况下的湍流边界层壁面脉动压力的数值研究提供技术支撑。

关键词：压力梯度湍流边界层湍流脉动压力频率-波数谱