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不规则波作用下回转体出水过程数值研究

导弹与航天运载技术（中英文） 2024年第1期 18-23页

作者：王凡瑜权晓波魏海鹏孔德才北京宇航系统工程研究所北京100076

为研究波浪环境对跨介质回转体出水过程受力及运动的影响,基于P-M谱模拟了半球头回转体在不规则波条件下的出水过程,获得了回转体受力特性与运动特性。结果表明:回转体所受法向力主要来源于柱段中部不对称压力分布,所受俯仰力矩主要来... 详细信息

为研究波浪环境对跨介质回转体出水过程受力及运动的影响,基于P-M谱模拟了半球头回转体在不规则波条件下的出水过程,获得了回转体受力特性与运动特性。结果表明:回转体所受法向力主要来源于柱段中部不对称压力分布,所受俯仰力矩主要来源于头部和柱段尾部的不对称压力分布;回转体质心水平位移和俯仰姿态的方向与回转体遭遇的波峰波谷演化阶段相关,而量值与回转体遭遇的波峰波谷高度差相关。

关键词：回转体出水不规则波 P-M谱数值模拟

基于机器视觉的回转体表面微孔数量在机检测方法

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工具技术 2024年第4期58卷 149-153页

作者：李秀鑫程雪峰王磊顾菘龙玲韩雷成都航空职业技术学院航空装备制造产业学院

油滤是液压系统油路中的一个重要零件,油滤上通孔数量是油滤零件质量检测的关键指标之一。由于其尺寸较小,微孔数目大,难以用人工检测的方式进行统计,因此针对数控加工工序后的油滤零件建立了一种回转体零件表面微孔数量统计的在机检测... 详细信息

油滤是液压系统油路中的一个重要零件,油滤上通孔数量是油滤零件质量检测的关键指标之一。由于其尺寸较小,微孔数目大,难以用人工检测的方式进行统计,因此针对数控加工工序后的油滤零件建立了一种回转体零件表面微孔数量统计的在机检测系统,该系统在数控加工后可以直接对加工零件进行在机检测,避免了零件二次装夹产生的加工误差。利用机器视觉技术,提出了一种不需要预先建立匹配模板、通用性较强的回转体零件表面微孔统计方法,可以自适应地统计各种回转体表面微孔数目。其中,扫描线自适应定位和周期估计算法保证了孔数统计的精确度。结果证明,提出的实际孔数标定方法为孔数统计算法的性能评估提供了重要参考依据。

关键词：油滤机器视觉回转体微孔在机检测

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带囊回转体落水仿真与试验研究

船舶力学 2022年第3期26卷 315-322页

作者：陈开颜陈辉魏海鹏吉康裴金亮程少华王占莹西北工业大学西安710072 北京宇航系统工程研究所北京100076

气囊装置能有效帮助目标物落水回收,是一种新型的结构物落水回收方式,具有安全、经济和可重复使用等特点。带囊回转体落水过程较为复杂,涉及落水砰击、碰撞、气-液-固多相耦合和几何非线性等多重问题。数值仿真分析和落水试验是研究带... 详细信息

气囊装置能有效帮助目标物落水回收,是一种新型的结构物落水回收方式,具有安全、经济和可重复使用等特点。带囊回转体落水过程较为复杂,涉及落水砰击、碰撞、气-液-固多相耦合和几何非线性等多重问题。数值仿真分析和落水试验是研究带囊回转体落水过程的有效手段。本文首先通过带囊回转体原理性落水试验,辨识带囊回转体的落水物理过程和景象;继而基于CEL的数值仿真分析方法,辨识出带囊回转体落水过程的影响因素;最后,通过大尺度带囊回转体落水试验,研究不同囊-体连接结构形式的落水特征。研究结果可为典型带囊回转体落水回收系统的设计提供参考。

关键词：气囊装置回转体多相耦合数值仿真落水试验

高速水下无人航行器仿生外形设计与阻力数值预报研究

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应用科技 2024年第1期51卷 158-165页

作者：马镜兰飞翔游航海装装备项目管理中心北京100071 哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学南海研究院海南三亚572000

为了研究水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的外形因素对阻力性能的影响,利用计算流体力学方法对不同航行器外形展开阻力预报及分析。对于水下高速UUV而言,优异的阻力性能对UUV的航速和续航能力的提升都是至关重要的。... 详细信息

为了研究水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的外形因素对阻力性能的影响,利用计算流体力学方法对不同航行器外形展开阻力预报及分析。对于水下高速UUV而言,优异的阻力性能对UUV的航速和续航能力的提升都是至关重要的。针对某高速UUV的减阻需求,首先结合SUBOFF标准模型进行了阻力特性数值预报,与试验数据对比验证了预报方法的适用性;在此基础上,模仿鲨鱼和海豚的外形特征设计了2种UUV水动力外形构型,针对2种外形构型分别预报了带有不同附体构型的阻力特性,得到了一种相比SUBOFF艇形具有明显减阻效果的UUV水动力外形。研究对低阻型高速UUV的外形设计具有一定的参考价值。

关键词：水下无人航行器计算流体力学阻力性能数值模拟高速仿生外形回转体构型优选

基于圆/柱度仪的回转体两点尺寸测量方法研究

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计量学报 2023年第6期44卷 858-864页

作者：赵则祥王帅飞赵新宇中原工学院机电学院河南郑州450007 中原工学院计算机学院河南郑州450007

提出了一种基于圆/柱度仪的回转体两点尺寸测量的方法。建立了基于标准圆柱直径的圆/柱度仪径向尺寸测量系统误差模型;以最小二乘圆圆心为坐标原点和最小二乘圆圆心与第一个采样点的连线为x轴向,建立新的坐标系。通过坐标平移和旋转,将... 详细信息

提出了一种基于圆/柱度仪的回转体两点尺寸测量的方法。建立了基于标准圆柱直径的圆/柱度仪径向尺寸测量系统误差模型;以最小二乘圆圆心为坐标原点和最小二乘圆圆心与第一个采样点的连线为x轴向,建立新的坐标系。通过坐标平移和旋转,将原坐标系中各采样点的坐标转换到新的坐标系中的坐标,并将其转换成相应的极坐标值;基于这些极坐标值,建立其三次样条插值方程,并由其确定圆柱体的两点尺寸。给出了回转体两点尺寸测量与评定的流程,用所编制的程序对在圆柱度仪上提取的圆柱体要素的轮廓进行了两点尺寸评定与统计分析。该研究将为符合GB/T 24637.3定义的回转体两点尺寸提供一种可行的测量方法。

关键词：计量学两点尺寸圆/柱度仪回转体最小二乘圆坐标变换三次样条插值

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不同头型回转体空化现象的数值模拟研究

兵器装备工程学报 2022年第1期43卷 176-181页

作者：胡俊马亮侯夏伊北京理工大学宇航学院北京100081

以不同头型回转体模型为研究对象,探究头型和肩部连接方式对初生空化数及空腔形态的影响。通过选取圆形、锥形及椭圆形系列头型的回转体模型,在不同空化数的工况下,对不同头部回转头部体空化流场进行数值模拟。结果表明:由于各系列头型... 详细信息

以不同头型回转体模型为研究对象,探究头型和肩部连接方式对初生空化数及空腔形态的影响。通过选取圆形、锥形及椭圆形系列头型的回转体模型,在不同空化数的工况下,对不同头部回转头部体空化流场进行数值模拟。结果表明:由于各系列头型的头部长度和肩部连接方式不同,其初生空化数和空化腔形态不同;圆形和椭圆形系列回转体头部越长,锥形系列回转体头部越短,该空化流场的初生空化数越小;空化腔的长度和厚度随空化数的减小而增大;各系列头型回转体头部长度越短,空化数对空腔长度和厚度的影响越为显著。

关键词：空化流回转体数值模拟初生空化片状空化

基于渗流FW-H方法的水下回转体空泡流噪声特性数值模拟

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工程力学 2023年

作者：高健胡常莉周毅程诚南京理工大学能源与动力工程学院

空泡流噪声对水下回转体的隐身性能和操纵稳定性具有重要影响。采用大涡模拟结合渗流FW-H方程对平头和90°锥头两种回转体空泡流噪声特性进行了数值模拟，分别分析了两种头型回转体在无空化和空化数为0.8的条件下噪声频谱特性和声指向... 详细信息

空泡流噪声对水下回转体的隐身性能和操纵稳定性具有重要影响。采用大涡模拟结合渗流FW-H方程对平头和90°锥头两种回转体空泡流噪声特性进行了数值模拟，分别分析了两种头型回转体在无空化和空化数为0.8的条件下噪声频谱特性和声指向性。通过与实验结果对比，验证了所采用数值方法的可靠性。研究表明，绕流回转体的空穴演化规律与其辐射噪声特性之间关系密切，空泡体积与声压变化存在高度负相关性，空泡局部断裂溃灭会产生强烈的声压脉冲，空泡聚集再融合阶段，两者声压又会逐渐降低。空泡流噪声的峰值频率与空泡脱落频率相对应，垂直于来流方向上由于回转体周向存在空泡而在高频段产生明显宽带峰。此外，两种头型回转体的声指向性在无空化时呈偶极子特性，而在空化条件下呈球形单极子特性。相比之下，平头回转体空穴尺度更大且其变化加速度更大，引起的瞬时噪声更强，其远场平均总声压级比锥头的大8.7dB。

关键词：回转体噪声空泡演化频率声指向性

回转体头部通气入水流场演化与载荷特性数值预报研究

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同方期刊数据库

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爆炸与冲击 2022年第5期42卷 50-60页

作者：王世晟鲍文春韩敬永孙铁志张桂勇大连理工大学船舶工程学院工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 北京宇航系统工程研究所北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

为探究周向通气对回转体入水表面载荷的影响,基于VOF(volume of fluid)模型和Realizable k-ε两层湍流模型,开展了周向通气回转体低速入水流场演化数值预报和表面载荷特性分析。通过将数值预报的空泡形态与试验结果相对比,验证了所采用... 详细信息

为探究周向通气对回转体入水表面载荷的影响,基于VOF(volume of fluid)模型和Realizable k-ε两层湍流模型,开展了周向通气回转体低速入水流场演化数值预报和表面载荷特性分析。通过将数值预报的空泡形态与试验结果相对比,验证了所采用的数值方法的有效性,并分析了不同通气率对空泡形态、流场特性和表面载荷特性的影响。结果表明,通气会改变回转体入水空泡演化过程以及侧壁表面压力,在通气作用下空泡第一次脱落时间延缓,并且通气气体流向空化器后方负压区,改善了空化器后方的负压情况;其次,通气气体在通气口附近形成了明显的涡结构,之后与壁面处由空化器形成的涡融合,增强了空泡中部的涡流强度;最后,通气率越大,空泡闭合时间越晚,空泡体积越大,尾部空泡越不容易发生脱落,同时通气会减缓回转体表面的压力波动,通气率越大压力波动越小。综合分析可以认为,侧向通气对于回转体低速入水流场及表面载荷特性有一定的改善作用。

关键词：回转体头部通气入水流场演化表面载荷

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回转体微沟槽面湍流边界层流动实验测量

哈尔滨工程大学学报 2008年第6期29卷 533-538页

作者：夏向东刘志华董文才张军海军工程大学船舶与海洋工程系湖北武汉430033 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

为了揭示具有减阻功能的沟槽面湍流边界层与光滑面湍流边界层流动的差异,结合粒子图像测速技术对流场无干扰及高精度全场测量的技术优势,在拖曳水池中,采用随车式PIV测量系统,开展了水下回转体分别粘贴微沟槽薄膜和光滑薄膜时的壁面湍... 详细信息

为了揭示具有减阻功能的沟槽面湍流边界层与光滑面湍流边界层流动的差异,结合粒子图像测速技术对流场无干扰及高精度全场测量的技术优势,在拖曳水池中,采用随车式PIV测量系统,开展了水下回转体分别粘贴微沟槽薄膜和光滑薄膜时的壁面湍流边界层流动显示及速度测量试验,对比分析了微沟槽薄膜湍流边界层和光滑薄膜湍流边界层的速度、速度梯度和流线分布图,说明了微沟槽对湍流边界层流动特征的影响规律:微沟槽薄膜有利于保持回转体壁面边界层流动的稳定,能够减少壁面涡的强度和发生频率,并降低近壁面区的速度梯度.

关键词：微沟槽面湍流边界层粒子图像测速技术流动显示回转体