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流体动力干扰对桩柱矩阵阵列波浪力的影响

海洋学报 1998年第4期20卷 114-120页

作者：余志兴缪国平刘应中张怀新上海交通大学船舶及海洋工程系

随着超大型海洋结构物的设计和研究日益受到重视，研究多物体之间的流体动力干扰特性显得十分必要。用波动源在截面周线上分布的方法，就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究，不仅可得到单行柱列的流体动力干扰... 详细信息

随着超大型海洋结构物的设计和研究日益受到重视，研究多物体之间的流体动力干扰特性显得十分必要。用波动源在截面周线上分布的方法，就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究，不仅可得到单行柱列的流体动力干扰力学机理的新特性，而且对多行桩柱阵列的研究也取得了若干新的发现：多行柱柱阵列的遮蔽作用强于单行的；无论是单行还是多行柱列，其流体动力干扰特性存在一个十分敏感的来波频域，在此区域内，力的幅值会大大超过其他频域的受力，而且桩柱阵列与交错阵列的力学特性也有所不同。这对超大型海洋结构物的设计有着重要的指导意义。

关键词：流体动力干扰波浪力桩柱矩阵阵列

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UUV回收过程中非定常流体动力数值模拟

系统仿真学报 2011年第7期23卷 1354-1358页

作者：吴文辉胡海豹何裕智中船重工集团公司第七一0研究所宜昌443003 西北工业大学航海学院西安710072 中船重工集团公司第七0四研究所上海200031

UUV在回收运动过程中会受到回收平台的非定常干扰作用,这对UUV的运动控制及安全回收有很大影响。基于有限体积法和非结构动网格技术,模拟了UUV回收运动过程中的非定场流场。通过仿真得到了UUV在不同速度、间距、攻角下的水动力干扰规律... 详细信息

UUV在回收运动过程中会受到回收平台的非定常干扰作用,这对UUV的运动控制及安全回收有很大影响。基于有限体积法和非结构动网格技术,模拟了UUV回收运动过程中的非定场流场。通过仿真得到了UUV在不同速度、间距、攻角下的水动力干扰规律,同时提出了一种能够反映非定常流体动力实际物理意义的数据拟合方法。仿真结果表明,UUV靠近回收平台过程中,始终受到排斥力的作用,最大扰动力随着Re数和攻角单调增加,扰动作用范围随攻角单调减小。

关键词：无人水下航行器回收非定常流体动力干扰动网格

水下有效负载回收系统总体设计及其流体动力特性研究

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水下有效负载回收系统总体设计及其流体动力特性研究

作者：钱莉莉武汉大学

学位级别：硕士

随着水下自主式有效负载(Autonomous Underwater Vehicle)的广泛应用,与之相关的回收搭载技术也日益发展,从原先的水面平台起吊回收发展到现今的水下移动母船对接回收,回收方式日益灵活隐蔽。本文以选定的母船背负式搭载、基于ROV(Remot... 详细信息

随着水下自主式有效负载(Autonomous Underwater Vehicle)的广泛应用,与之相关的回收搭载技术也日益发展,从原先的水面平台起吊回收发展到现今的水下移动母船对接回收,回收方式日益灵活隐蔽。本文以选定的母船背负式搭载、基于ROV(Remote Operated Vehicle)导引回收的方式对水下有效负载回收系统展开详细设计,对有效负载在回收及搭载过程中的流体动力问题进行深入研究。研究内容包括:(1)首先,在分析水下有效负载回收系统工作条件及应用需求的基础上,对系统各功能模块进行划分及多方案的对比分析和设计论证,根据各方案优缺点和实用性选定最佳方案,利用建模软件建立回收系统的三维实体模型。(2)然后,采用CFD数值仿真方法,基于分块划网格和动态分层网格更新技术,建模并分析了有效负载相对母船不同位置进行回收落位时的流体动力干扰情况,确定了有效负载的最佳搭载位置及回收运动速度。针对选定的搭载位置,进一步分析了不同附体特征的有效负载模型随母船进行极限搭载运动时的受力情况。(3)最后,针对优选的搭载位置,考虑有效负载在回收前期过程中受母船绕流影响较弱,仿真得到了两种有效负载模型在不同纵向运动速度和俯仰角度下的水动力干扰规律。同时对分析结果进行了拟合处理,并随机验证了拟合结果相对数值计算结果的准确度。本文的研究工作为水下有效负载回收系统的自主研发提供了详细的设计参考,同时也为有效负载在回收及搭载过程中的流体动力研究提供了一定的理论依据和数据参考。

关键词：有效负载水下回收动态分层流体动力干扰

UUV水下对接过程中非定常流体动力数值仿真

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水下无人系统学报 2010年第5期18卷 330-334页

作者：潘光何裕智吴文辉黄桥高西北工业大学航海学院

UUV水下对接回收过程中,回收装置和UUV之间存在非定常流体干扰现象。采用有限体积法和非结构动网格技术,运用SIMPLEC算法及k-ε湍流模型,在笛卡尔坐标系下对UUV水下对接过程进行数值模拟,并得到不同速度和攻角下,UUV流体动力随距离的变... 详细信息

UUV水下对接回收过程中,回收装置和UUV之间存在非定常流体干扰现象。采用有限体积法和非结构动网格技术,运用SIMPLEC算法及k-ε湍流模型,在笛卡尔坐标系下对UUV水下对接过程进行数值模拟,并得到不同速度和攻角下,UUV流体动力随距离的变化规律及相应流场分布。通过UUV与远场实验值进行对比分析,验证了基于动网格技术的有限体积法在处理UUV水下对接过程中流体干扰问题的可行性。

关键词：无人水下航行器流体动力干扰非定常动网格回收有限元体积法

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驱逐舰操纵性预报

中国造船 1990年第1期31卷 1-6页

作者：范尚雍朱军程智斌海军工程学院

本文用船体、螺旋桨、舵“组合型”数学模型,对一艘驱逐舰船模的操纵性进行了预报。船体的水动力导数和船体、螺旋桨、舵相互之间的流体动力干扰是用船模斜拖试验和旋臂试验确定的。预报采用进退、横漂、首摇和横摇四个自由度的方程,考... 详细信息

本文用船体、螺旋桨、舵“组合型”数学模型,对一艘驱逐舰船模的操纵性进行了预报。船体的水动力导数和船体、螺旋桨、舵相互之间的流体动力干扰是用船模斜拖试验和旋臂试验确定的。预报采用进退、横漂、首摇和横摇四个自由度的方程,考虑了横摇对水平面运动的耦合影响。计算结果与自航船模试验结果进行了比较。符合情况良好。

关键词：驱逐舰操纵性数学模型螺旋桨船体舵流体动力干扰水动力系数

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三维钝体的近壁面受力

水动力学研究与进展（A辑） 2008年第2期23卷 149-157页

作者：程丽罗庆杰张亮吴德铭北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

水下物体近壁面运动时会产生流体动力干扰现象,在物体的运动控制过程中必须加以考虑。针对三维Rankine卵形体和三维扁卵形体外形,分别采用无黏性方法和黏性CFD方法计算了三维钝体平行壁面运动受到的干扰力。将数值结果与试验结果进行比... 详细信息

水下物体近壁面运动时会产生流体动力干扰现象,在物体的运动控制过程中必须加以考虑。针对三维Rankine卵形体和三维扁卵形体外形,分别采用无黏性方法和黏性CFD方法计算了三维钝体平行壁面运动受到的干扰力。将数值结果与试验结果进行比较,分析了间距比、Reynolds数、物体外形扁平度等因素对钝体近壁面干扰力的影响。间距较大时,无黏性方法可以较好的预报钝体受到的吸力。间距较小时,流体黏性对干扰现象的影响不可忽略。通过不同间距下的流场压力比较,解释了小间距下的吸力下降和抬头力矩下降现象。通过钝体不同横剖面附近的流速分布、以及迹线显示,揭示了极小间距下的黏性阻塞作用。

关键词：流体动力干扰吸力黏性阻塞作用壁面效应面元法

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水下柱体近壁过程数值仿真研究

计算机仿真 2010年第3期27卷 335-339页

作者：潘光吴文辉胡海豹黄明明西北工业大学航海学院陕西西安710072

水下物体在近壁运动过程当中会受到壁面的流体动力干扰作用,在流体动力计算中必须加以考虑。基于非结构动网格技术,采用有限体积法,在不同的Re数下,对圆柱近壁面过程进行二维数值仿真,得到了不同间隙比(e=h/Dc)下流体动力变化规律及速... 详细信息

水下物体在近壁运动过程当中会受到壁面的流体动力干扰作用,在流体动力计算中必须加以考虑。基于非结构动网格技术,采用有限体积法,在不同的Re数下,对圆柱近壁面过程进行二维数值仿真,得到了不同间隙比(e=h/Dc)下流体动力变化规律及速度场压力场的流场细节。仿真结果表明在间隙比(e=h/Dc)较大时,圆柱受壁面影响较小,受力大小与无界流场中圆柱绕流受力接近;在间隙比较小时,圆柱受壁面干扰作用较明显,并且在靠近壁面时其两侧涡结构会往上移动。仿真结果在远壁面时与试验值接近,并且与势流理论所得结论吻合,为进一步计算更加复杂的流体动力干扰提供快捷可信的方法。

关键词：流体动力干扰近壁面动网格非定常相对运动

Hydrodynamic interactions between two bodies in waves in 3D time domain

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Journal of Marine Science and Application 2005年第1期4卷 15-20页

作者： WANGJian-fang LIJi-de CAIXin-gong TIANMing-qi HaoJin-feng SchoolofShipbuildingEngineering HarbinEngineeringUniversityHarbin150001China MarineDesign＆ResearchInstituteofChina Shanghai200011China ChinaShipDesign＆ResearchCenterCo. LtdBeifing100085China

In this paper, a 3D time domain technique is adopted to calculate the coupled hydrodynamic interaction between two bodies without flare in waves. For verifying the code, two same cylinders are selected to calculate coupled hydrodynamic effects by comparison with the results obtained by 3D frequency method which has been proved to be efficient for solving such problems. In order to improve efficiency of calculation, the effect of history time has been discussed, and an improved method is presented. Moreover, the effect of lateral separation distance is also discussed in detail. The technique developed here may serve as a more rigorous tool to analyze the related transient problems of two ships doing underway replenishment in waves.

关键词： 3D时域流体动力干扰在航容量船舶适航性