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分层流调频液体阻尼器对弹性支撑平台的振动控制试验研究

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中国造船 2023年第6期64卷 175-191页

作者：窦朋王志东凌宏杰徐晓森江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212003 江苏科技大学海洋装备研究院镇江212003

基于6自由度运动模拟平台,研究了分层流调频液体阻尼器(LTLD)在不同外激励振幅、分层流体积比和深长比条件下对弹性支撑平台结构振动的控制效果,分析了该阻尼器的表面波和界面波在不同振幅、频率和分层流体积比下的晃荡特性。研究表明:... 详细信息

基于6自由度运动模拟平台,研究了分层流调频液体阻尼器(LTLD)在不同外激励振幅、分层流体积比和深长比条件下对弹性支撑平台结构振动的控制效果,分析了该阻尼器的表面波和界面波在不同振幅、频率和分层流体积比下的晃荡特性。研究表明:界面波形成的剪切层耗散了流体运动的能量,使小振幅激励下的LTLD阻尼性能优于传统的调频液体阻尼器(TLD),耦合系统的最大水平位移从21.03 mm降低到了19.92 mm,振动控制性能提升了5.28%,基频漂移降低了27.78%;在Ro=0.5时,LTLD在稳态阶段激发的界面波运动频率与解析解吻合,出现第二减振频率点。

关键词：液舱晃荡流固耦合数值模拟分层流

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分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响

中国舰船研究 2022年第3期17卷 67-77,101页

作者：于祥胡开业哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

[目的]旨在研究分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响规律,为潜艇尾迹隐身提供理论依据。[方法]应用CFD技术,首先验证该技术模拟潜艇运动对自由面兴波的准确性,再基于自由面兴波与其辐聚辐散场、内波速度场进行分析,对实尺度潜艇进... 详细信息

[目的]旨在研究分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响规律,为潜艇尾迹隐身提供理论依据。[方法]应用CFD技术,首先验证该技术模拟潜艇运动对自由面兴波的准确性,再基于自由面兴波与其辐聚辐散场、内波速度场进行分析,对实尺度潜艇进行加减速航行模拟。通过对自由面速度场求散度,深入研究潜艇加、减速对自由面及跃层的影响。[结果]研究表明:潜艇进行非定常运动时,尾流场横波、散波分布规律较匀速运动截然不同,其兴波夹角增减约10%~25%,且兴波峰值位置明显前置与后置,结合波高及速度散度场得到潜艇加、减速造成自由表面辐聚辐散效应的差异。[结论]当潜深和分层模式等相同,潜艇减速时,可降低尾流场扰动、兴波高度及其粗糙度,加速状态可显著增加潜艇近场扰动与被探测概率。

关键词：分层流机动操纵尾流场合成孔径雷达辐聚辐散

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分层流管道黏壁温度计算模型的建立与验证

西南石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：程显闻熊建华黄启玉田家兴于乐城市油气输配技术北京市重点实验室·中国石油大学(北京) 中国石化江苏油田分公司

高含水集输管道低温输送工艺可有效降低能源和经济损耗,但是随着气驱采油的推广,很多集输管道内的流体为油、气、水三相共存的状态。为了探究气体对凝油在壁面黏附现象的影响,利用自行研发的可承压搅拌釜装置对不同条件下凝油在壁面上... 详细信息

高含水集输管道低温输送工艺可有效降低能源和经济损耗,但是随着气驱采油的推广,很多集输管道内的流体为油、气、水三相共存的状态。为了探究气体对凝油在壁面黏附现象的影响,利用自行研发的可承压搅拌釜装置对不同条件下凝油在壁面上的黏附质量进行了测量,发现溶解在原油中的气体可明显减小凝油的黏附量,但是质量突增时对应的温度点没有改变;随后在油田现场开展了高含水集输管道注气实验,发现随着管道内气油比的增加,最低进间温度从29℃降低至26℃,表明气体的存在改善了原油的流动性;最后,以“壁面剪切应力=屈服应力×系数”为理论依据,建立了可用于分层流集输管道的黏壁温度计算模型,经验证模型应用效果良好。

关键词：溶气原油低温集输黏壁温度注气实验分层流

基于非线性浮力频率分布分层流的三波共振畸形波分析

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Acta Mechanica Sinica 2023年第7期39卷 141-151页

作者：殷会敏潘青赵天乐周国荣 Department of Mechanical Engineering University of Hong KongPokfulamHong Kong

本文对位于海洋上层温跃层中的大幅波动进行了理论分析.该内畸形波可能由具有二次非线性的三波共振而引起.虽然三波共振中的畸形波精确解析解已经在数学物理文献中被推导出,但其在流体动力学中的应用尚未被充分研究.本文计算了在非线性... 详细信息

本文对位于海洋上层温跃层中的大幅波动进行了理论分析.该内畸形波可能由具有二次非线性的三波共振而引起.虽然三波共振中的畸形波精确解析解已经在数学物理文献中被推导出,但其在流体动力学中的应用尚未被充分研究.本文计算了在非线性浮力频率分布下三波共振演化方程中的系数.调制不稳定性是指由色散和非线性效应之间的相互作用引起的干扰增长,虽然不稳定性分析是基于线性化研究的,但来自增长率谱的信息可以与畸形波的非线性、数值鲁棒性测试的结果相关联.最后,通过解析延拓将空间变量扩展为复数进行了解析畸形波解的极点分析.对于具有一个或两个峰值的畸形波,物理空间中最大位移的位置与轨迹转折点处的极点的实部相同或近似相等.这些数值和分析研究构成了理解海洋上层大规模瞬态运动的框架.

关键词：数学物理二次非线性调制不稳定性解析延拓空间变量分层流精确解析解非线性效应

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分层流中潜艇下潜运动对尾迹特性影响研究

哈尔滨工程大学学报 2023年第1期44卷 65-72,108页

作者：胡开业于祥丁勇哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了掌握潜艇下潜机动航行模式下对海表面尾迹特性的影响规律,应用CFD技术,基于自由面兴波及其辐聚辐散场分析法,对分层流中实尺度潜艇进行下潜机动模拟,通过监测自由面速度场求散度,研究潜艇下潜状态对自由面及跃层流场的影响,研究分... 详细信息

为了掌握潜艇下潜机动航行模式下对海表面尾迹特性的影响规律,应用CFD技术,基于自由面兴波及其辐聚辐散场分析法,对分层流中实尺度潜艇进行下潜机动模拟,通过监测自由面速度场求散度,研究潜艇下潜状态对自由面及跃层流场的影响,研究分析了不同海洋分层环境对潜艇下潜机动的影响。研究表明:潜艇进行强机动航行时,对自由面即海洋内部扰动较为剧烈,当潜艇以不同下潜攻角与航速下潜时,对流场的扰动较匀速直航状态差距较大。

关键词：下潜 CFD 辐剧辐散分层流潜艇尾迹 SAR 机动攻角

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跃变分层流体中球体内波散度场特征实验研究

船舶力学 2023年第7期27卷 984-994页

作者：张军姚志崇高德宝周根水苏博越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

本文对跃变分层流体中匀速拖曳运动球体内波诱导流场PIV试验测量得到的水平速度散度场随时间的演化过程及内波时频、波谱、传播速度等特征进行了研究。球体处于跃层中,测试水平面位于球心下方一倍直径处。分析获得了速度散度场整体特征... 详细信息

本文对跃变分层流体中匀速拖曳运动球体内波诱导流场PIV试验测量得到的水平速度散度场随时间的演化过程及内波时频、波谱、传播速度等特征进行了研究。球体处于跃层中,测试水平面位于球心下方一倍直径处。分析获得了速度散度场整体特征及其随内傅氏数F_(ri)=U/N_(max)D的变化规律,比较分析了体效应内波(Lee波)和尾流效应内波(WIW波)的时频、波谱、传播速度等波动特征。研究表明:(1)在低F_(ri)时Lee波占优,水平速度散度等值线呈内凹的“>”形,在最大浮力振荡频率f_(max)附近有非常明显的频率主峰,速度散度曲线的波谱主峰也非常明显,内波传播速度与球体运动速度基本一致;(2)在高F_(ri)时WIW波占优,水平速度散度等值线呈“■”形,频谱曲线上明显存在多个峰,且主频接近球体潜深位置当地浮力振荡频率,波谱曲线上也存在多个较明显的峰,对应WIW波波长在2.4D~5.6D之间,传播速度远低于球体运动速度;(3)在高F_(ri)时WIW波分界线的斜率与参数F_(ri)呈指数分布,在低F_(ri)下Lee波包络线的斜率也符合此分布规律。

关键词：分层流体效应内波尾流效应内波速度散度

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分层流中附体对潜航体尾迹频谱特性影响研究

舰船科学技术 2021年第9期43卷 19-24页

作者：胡开业杨哲超于祥丁勇哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

海洋流场密度因温度和盐度的不均匀变化具有垂向分层现象,合成孔径雷达(SAR)检测潜航体在分层流中运动的海表特征呈现较大差异的功率谱特性。基于海洋遥感中的频谱分析方法,利用CFD仿真技术手段,模拟不同潜航体模型在分层流中的运动情况... 详细信息

海洋流场密度因温度和盐度的不均匀变化具有垂向分层现象,合成孔径雷达(SAR)检测潜航体在分层流中运动的海表特征呈现较大差异的功率谱特性。基于海洋遥感中的频谱分析方法,利用CFD仿真技术手段,模拟不同潜航体模型在分层流中的运动情况,运用快速傅里叶变化进一步处理二维波高信号,深入探究了潜航体的附体对流场内界面和自由表面的影响。研究表明:基于频谱分析法的尾迹特性研究能有效揭示不同频率成分对界面粗糙度的影响,能够有效定义和区分潜航体附体造成自由表面辐聚辐散效应的差异;在航速、潜深和分层模式等相同时,尾舵对尾流场具有一定的优化效果,指挥台围壳是影响海表尾迹的主要因素。

关键词：分层流 SAR 频谱分析海表尾迹

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分层流体中拖曳球体尾流及辐射内波试验研究

船舶力学 2014年第11期18卷 1275-1283页

作者：姚志崇赵峰梁川洪方文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

在大型分层流水池中采用PIV方法对跃变分层流体中小球尾流场进行了测量,获得了不同拖曳速度工况下跃层处的尾流及内波流场,对体效应稳态内波和尾流效应非稳态内波的特征有了形象直观的了解,获得了内波流场速度大小随内傅氏数的变化规律。

关键词：分层流尾流内波 PIV

分层流体中潜艇模型螺旋桨作用对内波特性影响实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2018年第5期33卷 618-626页

作者：段宁远陈科盛立尤云祥上海交通大学海洋工程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 中国人民解放军九二五七八部队 100161

在具有连续密跃层的分层流体中,采用多通道电导率阵列技术和循环拖曳技术,对长径比为8和带有5叶左旋桨的自推进Suboff潜艇模型在3种拖曳速度(Fr=0.7、2.1和4.2)下,伴随不同强度的螺旋桨效应Jnd生成的内波特性进行了实验研究。结果表明,... 详细信息

在具有连续密跃层的分层流体中,采用多通道电导率阵列技术和循环拖曳技术,对长径比为8和带有5叶左旋桨的自推进Suboff潜艇模型在3种拖曳速度(Fr=0.7、2.1和4.2)下,伴随不同强度的螺旋桨效应Jnd生成的内波特性进行了实验研究。结果表明,在水平波形结构中,螺旋桨效应激发的内波为一类内层V字型波,由对称结构和非对称结构组成。在低速(Fr=0.7和2.1)时,存在一个螺旋桨效应的临界点;当Jnd小于临界值时,主控内波是定常的,其激发源为艇体和螺旋桨的组合体积效应;当Jnd大于临界值时,主控内波是非定常的,其激发源为螺旋桨的尾迹效应;转捩前后的无因次内波峰-峰幅值均随Jnd增大而线性增大;内层V字型波的出现时间和波形张角随Jnd增大而逐渐提前和变大。在高速(Fr=4.2)时,主控内波是非定常的;在自航点前,主控激发源为艇体的尾迹效应,螺旋桨对其有衰减作用,无因次内波峰-峰幅值随Jnd增大而线性减小,内层V字型波也逐渐减弱,衰减作用在自航点达到最大;在自航点后,主控激发源为螺旋桨的尾迹效应,无因次内波峰-峰幅值随Jnd增大而线性增大,内层V字型波也逐渐增强。

关键词：分层流 Suboff模型螺旋桨效应内波