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中国舰船研究 2022年第2期17卷 73-80页

作者：许辉日野孝则陈作钢上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 横滨国立大学工学研究院日本横滨240-8501

[目的]两方程模型是RANS工程计算中常用的湍流模型,其中SST k-ω湍流模型具有良好的壁面距离自适应性和逆压梯度流预报能力。然而,湍流模型构造过程中引入的经验性参数使得湍流模型不具普适性,为此,研究采用引入流动控制参数的方法提高... 详细信息

[目的]两方程模型是RANS工程计算中常用的湍流模型,其中SST k-ω湍流模型具有良好的壁面距离自适应性和逆压梯度流预报能力。然而,湍流模型构造过程中引入的经验性参数使得湍流模型不具普适性,为此,研究采用引入流动控制参数的方法提高湍流模型对船舶流场的适用性。[方法]在经典SST k-ω湍流模型的基础上,GEKO(Generalized k-ω)湍流模型通过引入流动分离参数C_(S)和旋转修正参数C_(RC)分别控制流动分离强度和流动旋转效应,以提高湍流模型对各类流动的适应性。针对JBC船型,采用SURF程序对其流场进行数值模拟并与试验结果进行对比,以考察不同设置下新参数对船体阻力、伴流场和压力分布的影响。[结果]计算结果表明,与经典SST k-ω湍流模型相比,GEKO湍流模型中C_(s)和C_(RC)的设置会影响到JBC船型的阻力预报及伴流场预报。[结论]湍流模型的参数化修正具有提高湍流模型适应性和精确度的潜力,对湍流模型工程应用改进具有参考价值。

关键词： GEKO湍流模型数值模拟船舶流场参数调节

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船舶领域粒子图像测速技术的发展及应用

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中国舰船研究 2021年第6期16卷 84-91,150页

作者：郭春雨徐菁菁韩阳王超郐云飞哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

对粒子图像测速(PIV)技术的研究发展进行综述,梳理了PIV图像处理中速度场计算的各种方法及其研究进展。重点关注PIV在船舶实验测试中的应用现状,从水面船舶和水下航行器绕流场及船舶空气流场的应用3个方面进行阐述。最后,对PIV技术在船... 详细信息

对粒子图像测速(PIV)技术的研究发展进行综述,梳理了PIV图像处理中速度场计算的各种方法及其研究进展。重点关注PIV在船舶实验测试中的应用现状,从水面船舶和水下航行器绕流场及船舶空气流场的应用3个方面进行阐述。最后,对PIV技术在船舶流场测试中的发展趋势进行展望,重点指出了测速硬件系统、图像处理技术以及船舶流场研究等方面所存在的问题,并对船舶流场测试技术发展提出了建议。研究成果对船舶流场研究及其性能优化具有参考和借鉴意义。

关键词：粒子图像测速流场测量船舶流场

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静风条件下船舶烟气扩散特性研究

静风条件下船舶烟气扩散特性研究

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作者：庄晓东华中科技大学

学位级别：硕士

船舶燃烧重油烟气成分大多属于重气,受环境以及释放源等因素的影响可能会沉降至甲板域,甚至进入新风进气管路导致船员生活和工作环境的二次污染,而这种问题在需要船舶动力长期低载运行以维持供电的停泊工况更加突出。目前已有的船舶烟... 详细信息

船舶燃烧重油烟气成分大多属于重气,受环境以及释放源等因素的影响可能会沉降至甲板域,甚至进入新风进气管路导致船员生活和工作环境的二次污染,而这种问题在需要船舶动力长期低载运行以维持供电的停泊工况更加突出。目前已有的船舶烟气扩散研究主要基于航行工况更多关注甲板域以及尾流特性,而停泊或靠港这一特定静风环境下烟气扩散对舱室进风口污染的相关研究较少。为探究静风条件下船舶烟气的扩散行为和浓度场分布,本文在验证重气扩散模型有效性的基础上,研究了静风条件下单源重气的扩散特性,通过对比不同初始释放温度和释放速率下的重气扩散行为,发现研究工况下扩散过程受前者的影响更大。基于船舶的多烟囱排放设计对多源重气的扩散特性展开研究,探讨了不同释放源间距下的多源汇聚作用,以及不同释放源数目产生的浓度叠加效应,研究发现释放源间距越小,多源汇聚作用越强,当D/d>3时多源重气由汇聚开始分离。根据烟气析湿产生的“白烟”现象,利用水蒸气冷凝模型展开小尺寸模型数值研究,发现凝结主要发生在射流边界层,降低环境温度有利于流场内水蒸气的冷凝,模拟工况下冬季(263K)的水蒸气凝结率是夏季(303K)的1.7倍。通过实际船舶尺寸建立外流场模型,研究了静风条件下高温烟气的扩散行为对船舶甲板及进风系统的污染,以及实际工况下不同含量的水蒸气发生相变对烟气扩散的影响。区别于航行工况烟气产生的船尾污染,静风环境下污染主要集中在近烟囱区域附近,烟气温度越高对船舶进风系统的污染越小,并初步获得研究工况下烟气由重气向中性气体转化的温度点在417K附近。考虑相变计算后,烟气在甲板域的扩散距离和气云抬升高度随水蒸气占比的变化具有线性关系,当烟气中的水蒸气占比为0～20%范围内,水蒸气含量增加而CO组分减少将会促进烟气云向轻气的转变。本文以冬季靠港船舶烟气沉降为研究背景,以重气扩散模型和水蒸气冷凝相变模型的研究为基础,分析了静风条件下船舶外流场的烟气扩散特性以及对进风系统的污染,旨在为优化船舶设计,防止烟气污染物对船舶设备及人员的影响提供科学指导。

关键词：静风条件重气扩散水蒸气相变船舶流场新风口

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粒子图像测速技术在拖曳水池中的应用

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中国造船 2002年第3期43卷 81-87页

作者：张军赵峰洪方文徐洁中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

粒子图像测速技术 (PIV)在大型拖曳水池中的应用面临着很多困难 ,诸如 :水下激光片光照明、粒子图像捕捉、船舶流动的复杂程度、测量面积较大、粒子示踪、水下支架振动等。文章介绍了近十年来国内外PIV技术在拖曳水池中的应用和发展 ,... 详细信息

粒子图像测速技术 (PIV)在大型拖曳水池中的应用面临着很多困难 ,诸如 :水下激光片光照明、粒子图像捕捉、船舶流动的复杂程度、测量面积较大、粒子示踪、水下支架振动等。文章介绍了近十年来国内外PIV技术在拖曳水池中的应用和发展 ,对岸基式 PIV和随车式 PIV的优缺点做了比较与分析。还介绍了几个典型应用 ,即 6∶ 1椭球周围的速度及涡量分布的测量 ;不同尾附体连接形式的水下回转体伴流场测量 ;水面船首波流动结构的研究。文章还介绍了 Iowa大学对拖曳水池 PIV测量不确定度的评估研究。分析表明 ,国际水池

关键词：粒子图像测速船舶流场拖曳水池 PIV

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绕船模DTMB 5415粘性流动的数值模拟

绕船模DTMB 5415粘性流动的数值模拟

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第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议

作者：赵峰张志荣中国船舶科学研究中心中国船舶科学研究中心

本文选择现代复杂船型DTMB 5415,采用RANS方程和SSTκ-ω湍流模型,进行了带自由面影响的粘性流动的数值模拟,自由面的处理采用VOF方法。计算结果和模型试验结果进行了比较,符合较好,表明对复杂实际船型,计算流体力学能够有效地预报阻力... 详细信息

本文选择现代复杂船型DTMB 5415,采用RANS方程和SSTκ-ω湍流模型,进行了带自由面影响的粘性流动的数值模拟,自由面的处理采用VOF方法。计算结果和模型试验结果进行了比较,符合较好,表明对复杂实际船型,计算流体力学能够有效地预报阻力、桨盘面流场、波形等船舶设计所关心的水动力性能参数。

关键词：计算流体力学船舶流场 RANS方程复杂船型

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拖曳水池随车式PIV技术的研究与应用

拖曳水池随车式PIV技术的研究与应用

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流动显示’2002第五届全国流动显示学术会议

作者：张军赵峰洪方文徐洁中国船舶科学研究中心中国船舶科学研究中心中国船舶科学研究中心中国船舶科学研究中心

PIV（粒子图像测速）技术在拖曳水池中的应用面临诸多困难。与水池岸基式PIV相比,随车式PIV具有设置灵活、连续采集的优点。本文介绍了中国船舶科学研究中心（CSSRC）拖曳水池随车式PIV技术的特点与功能及其发展阶段。介绍该系统的三个... 详细信息

PIV（粒子图像测速）技术在拖曳水池中的应用面临诸多困难。与水池岸基式PIV相比,随车式PIV具有设置灵活、连续采集的优点。本文介绍了中国船舶科学研究中心（CSSRC）拖曳水池随车式PIV技术的特点与功能及其发展阶段。介绍该系统的三个应用:高速水面船模支架周围流动观测;全附体下带与不带前置导叶、螺旋桨的水下回转体模型尾部区域流场测量;及两种不同艉附体与主体连接形式的水下回转体尾部流场的测量。展示了该系统的发展水平,及其在船舶流场研究中的作用与应用前景。

关键词：粒子图像测速技术 PIV 船舶流场拖曳水池随车式流动显示

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