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面元法预测在搅拌设备中轴流推进式搅拌器的水动力性能

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高校化学工程学报 2008年第6期22卷 1071-1075页

作者：陈运杰刘超汤方平周济人河海大学江苏南京210098 扬州大学江苏省水利动力工程重点实验室江苏扬州225009

采用面元法理论对搅拌器的性能进行数值分析。结合轴流式搅拌器的特点对面元法计算模型中的网格划分和尾涡模型进行改进。编制面元法程序计算搅拌器的外特性和诱导速度,并将计算结果与相同条件下的实验结果进行对比分析,结果表明外特性... 详细信息

采用面元法理论对搅拌器的性能进行数值分析。结合轴流式搅拌器的特点对面元法计算模型中的网格划分和尾涡模型进行改进。编制面元法程序计算搅拌器的外特性和诱导速度,并将计算结果与相同条件下的实验结果进行对比分析,结果表明外特性的计算结果与实验结果比较接近,诱导速度的大小和变化趋势与实验观察的结果较为吻合。将面元法理论和相应的计算程序用于轴流式搅拌器的流动特性及搅拌效果研究是可行的。

关键词：面元法轴流推进式搅拌器外特性诱导速度

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究

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船舶力学 2019年第1期23卷 9-19页

作者：邹冬林张建波塔娜饶柱石上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分... 详细信息

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。

关键词：附加质量附加阻尼螺旋桨流固耦合面元法

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面元法计算桨后舵附推力鳍水动力性能

哈尔滨工程大学学报 2006年第4期27卷 501-504页

作者：郭春雨黄胜哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了提高船舶的推进性能，达到节能的目的，采用升力面法和基于速度势的面元法分别计算螺旋桨与舵附推力鳍的水动力性能，对影响推力鳍助推性能的几个主要参数进行了变尺度研究．采用双曲面元以消除面元间的缝隙，采用迭代计算来处理螺... 详细信息

为了提高船舶的推进性能，达到节能的目的，采用升力面法和基于速度势的面元法分别计算螺旋桨与舵附推力鳍的水动力性能，对影响推力鳍助推性能的几个主要参数进行了变尺度研究．采用双曲面元以消除面元间的缝隙，采用迭代计算来处理螺旋桨与舵附推力鳍的相互干扰．计算了在舵附推力鳍影响下螺旋桨尾流场周向诱导速度沿径向的分布．从理论上说明了推力鳍的助推节能原理，分析了加装舵附推力鳍之后螺旋桨水动力性能的变化．计算结果表明，舵附推力鳍可以吸收螺旋桨尾流场的部分旋转能量产生附加推力，其助推效率可达3％～4％．

关键词：船舶节能舵附推力鳍面元法螺旋桨

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船舶螺旋桨面元法的改进

华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第5期35卷 65-68页

作者：覃新川黄胜常欣哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

按照库塔物理条件的基本精神,认为蒙瑞诺数值库塔条件的不足,讨论了螺旋桨面元理论不应忽略梢涡的真实存在,应该考虑尾涡强度沿流线衰减的影响,明确指出尾涡强度的衰减规律为指数衰减,具体构造了一种新的更为接近物理真实的数值库塔条件... 详细信息

按照库塔物理条件的基本精神,认为蒙瑞诺数值库塔条件的不足,讨论了螺旋桨面元理论不应忽略梢涡的真实存在,应该考虑尾涡强度沿流线衰减的影响,明确指出尾涡强度的衰减规律为指数衰减,具体构造了一种新的更为接近物理真实的数值库塔条件.并将这种数值库塔条件应用到螺旋桨敞水特性的数值分析中,得到一些有益的结论.

关键词：螺旋桨数值库塔条件面元法尾涡模型

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基于面元法的风力机翼型反设计

工程力学 2014年第11期31卷 198-203页

作者：邹汝红张俊彦孙勤于维学湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105

在风力机初步设计阶段,获得准确的气动特性数据可以大幅度缩减生产和测试的周期,因此开发速度快、精度高的设计方法具有重要的工程实用价值。该文运用余弦分隔法表征翼型,建立了常值偶极子面元法翼型绕流气动分析模型。通过与实验数据和... 详细信息

在风力机初步设计阶段,获得准确的气动特性数据可以大幅度缩减生产和测试的周期,因此开发速度快、精度高的设计方法具有重要的工程实用价值。该文运用余弦分隔法表征翼型,建立了常值偶极子面元法翼型绕流气动分析模型。通过与实验数据和Xfoil计算值的对比,总结出在攻角[-8o,8o]范围内,上述模型是可行的。然后,利用改进的Hicks-Henne型函数对翼型的几何外形进行参数化建模,并采用二次序列规划法作为寻优算法,建立了以最小压强系数标准差为目标函数的反设计模型。根据40个~280个面元的运算结果,得出当面元数取60个~100个时,模拟分析效率高。最后,选择具有不同厚度分布或对称性的基准翼型分别模拟分析,计算表明收敛精度都非常高。从而验证了该反设计方法的合理性、有效性及强鲁棒性。

关键词：常值偶极子面元法 Hicks-Henne型函数二次序列规划法反设计

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基于面元法的舵球鳍组合节能装置理论

上海交通大学学报 2012年第3期46卷 374-378,384页

作者：刘业宝苏玉民沈海龙鞠磊哈尔滨工程大学水下机器人技术国防科技重点实验室哈尔滨150001

根据桨舵干扰思想,采用以速度势为基础的低阶面元法计算了均匀流中的螺旋桨与舵-舵球-鳍系统相互干扰的定常水动力性能,比较了普通舵及加装舵球、舵球鳍的舵的节能效果,并对影响舵球鳍节能效果的主要参数(舵球尺寸、鳍片尺寸和安装角度... 详细信息

根据桨舵干扰思想,采用以速度势为基础的低阶面元法计算了均匀流中的螺旋桨与舵-舵球-鳍系统相互干扰的定常水动力性能,比较了普通舵及加装舵球、舵球鳍的舵的节能效果,并对影响舵球鳍节能效果的主要参数(舵球尺寸、鳍片尺寸和安装角度)进行了变尺度计算与分析.计算结果表明,舵球鳍节能效果较舵球为佳,并具有节能效果最佳的尺寸及安装角度.

关键词：舵球鳍节能面元法螺旋桨

基于面元法的分布式涵道推进系统进气道优化设计

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推进技术 2021年第11期42卷 2465-2473页

作者：王海童王掩刚周芳刘汉儒西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

分布式涵道推进系统被认为是一种高效率的动力布局形式,其中进气道如何使气流低损失地快速过渡到数个圆形截面的涵道风扇进口是一个亟需探索的设计问题。以分布式涵道推进系统进气道过渡段为研究对象,基于面元计算方法,发展了一种进气... 详细信息

分布式涵道推进系统被认为是一种高效率的动力布局形式,其中进气道如何使气流低损失地快速过渡到数个圆形截面的涵道风扇进口是一个亟需探索的设计问题。以分布式涵道推进系统进气道过渡段为研究对象,基于面元计算方法,发展了一种进气道内流动的快速数值预测手段。应用所发展面元法数值方法结合进气道的超椭圆参数化方法、自适应优化算法,建立了分布式涵道推进系统进气道的无经验优化设计方法。以某型悬停状态的分布式涵道推进垂直起降飞行器为例,使用该设计方法实现了从无圆滑过渡的简单初始几何到气动指标符合优化预期的光顺几何的优化设计。基于RANS的三维数值分析表明:所优化设计的进气道相比于初始几何总压畸变系数(DC)从0.0086降低到0.0067,低于基于经验设计的参考几何(DC=0.0073),且流场无明显分离及旋涡,确认了这种具有高时间效率的无经验设计方法的有效性。

关键词：面元法分布式推进进气道优化畸变

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吊舱推进器面元法计算对比

上海交通大学学报 2016年第8期50卷 1158-1164,1172页

作者：王睿熊鹰黄斌海军工程大学舰船工程系武汉430033

为寻找高效、可靠的吊舱推进器分析手段,研究了迭代面元法和非定常整体面元法求解公式.在此基础上针对吊舱推进器的结构特点,提出将吊舱体和螺旋桨作为整体求解的定常面元法.随后运用这3种面元法计算了某一吊舱推进器,并对计算结果的精... 详细信息

为寻找高效、可靠的吊舱推进器分析手段,研究了迭代面元法和非定常整体面元法求解公式.在此基础上针对吊舱推进器的结构特点,提出将吊舱体和螺旋桨作为整体求解的定常面元法.随后运用这3种面元法计算了某一吊舱推进器,并对计算结果的精度和计算耗时进行对比.结果表明,迭代面元法、非定常整体面元法和定常整体面元法计算精度相差不大,与试验值相比,计算结果的相对误差均控制在5%以内,但定常整体求解方法计算时间最少.通过对定常整体求解面元法公式推导表明,该方法能够适用于其他由螺旋桨和固定构件组成的组合推进器.

关键词：吊舱推进器敞水性能面元法整体计算模型

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第二代低阶面元法及在动力短舱上的应用

北京航空航天大学学报 1993年第1期19卷 101-108页

作者：陈炳永曾明朱自强张炳暄北京航空航天大学流体力学研究所

在气动力设计和计算中,面元法是主要实用计算方法之一。新近发展的第二代低阶面元法实用性强和计算精度较高。本文介绍了该面元法的理论,通过对比早期面元法,着重探讨了第二代低阶面元法的特点及其优越性。运用自行研制的计算程序,对低... 详细信息

在气动力设计和计算中,面元法是主要实用计算方法之一。新近发展的第二代低阶面元法实用性强和计算精度较高。本文介绍了该面元法的理论,通过对比早期面元法,着重探讨了第二代低阶面元法的特点及其优越性。运用自行研制的计算程序,对低速动力短舱进行了计算和分析研究,结果表明与国外资料所提供的计算结果吻合得较好。

关键词：面元法短舱不可压缩流动