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集装箱船大厚板焊接接头面外变形控制分析

哈尔滨工程大学学报 2019年第9期40卷 1562-1568页

作者：王江超史雄华周宏刘建峰华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 上海外高桥造船有限公司上海200137

集装箱船舷侧的抗扭箱结构,多采用60~85mm级别的高强钢大厚板进行焊接建造;复杂的多层多道焊过程,使得焊接力学响应极为复杂,且焊接面外变形不易预测,直接影响建造精度和造船周期。针对其精度建造问题,本文预测并控制了对接焊接头的面... 详细信息

集装箱船舷侧的抗扭箱结构,多采用60~85mm级别的高强钢大厚板进行焊接建造;复杂的多层多道焊过程,使得焊接力学响应极为复杂,且焊接面外变形不易预测,直接影响建造精度和造船周期。针对其精度建造问题,本文预测并控制了对接焊接头的面外变形。通过采用基于并行计算技术的热-弹-塑性有限分析,考虑多层多道焊中的重熔现象,高效且精确地预测了传统焊接工艺下变厚度对接接头的面外变形。同时,使用对称顺序焊接、反变形加载,特别是优化坡口等方法,有效地控制了焊接面外变形。研究结果表明:本文提出的算法提高了温度场及焊接变形的计算效率;在一次翻身的情况下,实现了大厚板高效且精准地焊接建造,提高了焊接建造的效率。

关键词：焊接变形大厚板多层多道焊高效有限元分析并行计算技术对称顺序焊接反变形施加焊接坡口优化抗扭箱结构

基于平面波展开法的声学黑洞梁弯曲波带隙研究

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哈尔滨工程大学学报 2022年第1期43卷 32-40页

作者：李敬朱翔李天匀万志威华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 船舶和海洋水动力湖北省重点实验室湖北武汉430074 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

为了进一步提高结构的减振能力,新型减振结构的研究已成必然趋势,声学黑洞作为连续幂律变截面结构,能较好地抑制结构中弯曲波的传播。为了扩展声学黑洞减振频带,本文考虑将声子晶体中周期性结构与声学黑洞结合,构造出以声学黑洞为原胞... 详细信息

为了进一步提高结构的减振能力,新型减振结构的研究已成必然趋势,声学黑洞作为连续幂律变截面结构,能较好地抑制结构中弯曲波的传播。为了扩展声学黑洞减振频带,本文考虑将声子晶体中周期性结构与声学黑洞结合,构造出以声学黑洞为原胞的一维声子晶体梁。基于欧拉梁理论,推导了该声子晶体梁的弯曲波带隙的平面波展开计算方法,分析了该方法的收敛性。利用传递矩阵法验证了带隙计算结果,证明了推导理论的正确性和平面波展开法计算周期黑洞结构带隙的可行性。分析了黑洞材料参数变化对结构带隙特性的影响,结果表明:选择纵波波速较小的材料组成周期黑洞梁能得到低频带隙,调整结构中材料特性的差异能得到宽频带隙。

关键词：声学黑洞弯曲波带隙平面波展开声子晶体低频振动周期结构

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深海平台砰击载荷的数值分析

深海平台砰击载荷的数值分析

典型形体超高层建筑的风压风场与抗风优化研究

纪念《船舶力学》创刊二十周年学术会议

作者：杨秋霞冯国庆刘玉超刘亚男付丽宁哈尔滨工程大学船舶工程学院

文章以深海平台为例,研究在迎浪海况的作用下,波浪对平台的砰击效应。将平台简化为大尺度,深吃水,几何形状规则的刚体,采用计算流体力学中的有限体积方法,将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,使每个网格节点周围有一个控制体积,求... 详细信息

文章以深海平台为例,研究在迎浪海况的作用下,波浪对平台的砰击效应。将平台简化为大尺度,深吃水,几何形状规则的刚体,采用计算流体力学中的有限体积方法,将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,使每个网格节点周围有一个控制体积,求解离散方程,利用流体体积理论捕捉自由表面的波形。依据三阶斯托克斯波波浪理论,利用fluent软件建立相应的数值水槽,并进行造波及消波设置,得到稳定的波浪场。采用固定平台六自由度的方法,初步地对平台所受的波浪砰击载荷进行分析计算。

关键词：深海平台砰击载荷有限体积法数值模拟

来源： cnki会议评论

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振动与冲击 2019年第18期38卷 215-222页

作者：毛璐璐韩兆龙周岱包艳汪汛李煜马晋上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 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

现代建筑的结构高度日益增加,高层建筑截面形式更加多样。近年来,我国出现了许多新型截面形式的超高层建筑,其风荷载的控制是结构风工程领域的研究重点。针对类矩形截面和圆形截面的超高层建筑,基于计算流体动力学方法和ANSYS/FLUENT软... 详细信息

现代建筑的结构高度日益增加,高层建筑截面形式更加多样。近年来,我国出现了许多新型截面形式的超高层建筑,其风荷载的控制是结构风工程领域的研究重点。针对类矩形截面和圆形截面的超高层建筑,基于计算流体动力学方法和ANSYS/FLUENT软件,数值模拟分析不同截面超高层建筑的表面风压分布规律,不同风向角下典型测点的平均风压系数,开展行人高度处风速的比较分析,研究超高层建筑抗风形体优化。结果表明:在超高层建筑转角处,因气流分离的不连续性而出现负风压最大值;风向角对切角矩形截面超高层建筑的风压分布影响显著,当截面切角正对来风方向时,其风压分布最不利;圆形截面超高层建筑负风压量值较小,且利于满足行人风安全性和风舒适性的要求,具有良好的抗风性能。

关键词：超高层建筑计算流体动力学(CFD) 风压分布平均风压系数

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基于自适应网格的三维数值波浪水池

基于自适应网格的三维数值波浪水池

第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议

作者：张运兴段文洋廖康平马山哈尔滨工程大学船舶工程学院

本文基于自适应网格开发了三维两相流数值波浪水池,并进行相应验证。采用分步法求解两相Navier-Stokes方程,并采用VOF方法捕捉自由表面,网格结构的变化使用开源库Paramesh进行控制。首先模拟剪切流问题验证VOF方法,然后分别模拟线性液... 详细信息

本文基于自适应网格开发了三维两相流数值波浪水池,并进行相应验证。采用分步法求解两相Navier-Stokes方程,并采用VOF方法捕捉自由表面,网格结构的变化使用开源库Paramesh进行控制。首先模拟剪切流问题验证VOF方法,然后分别模拟线性液舱晃荡问题和孤立波传播问题验证当前模型。所有计算结果均与理论解进行比较,结果吻合良好,计算效率相对于均匀网格大大提升,证明了当前模型的准确性和可行性。

关键词：数值波浪水池自适应网格两相流 VOF

来源： cnki会议评论

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基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究

哈尔滨工程大学学报 2018年第9期39卷 1539-1545页

作者：梁利华赵朋张松涛苑佳哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减... 详细信息

零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。

关键词：相位匹配零航速减横摇减摇鳍控制策略水动力特性数值仿真水池实验

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新型6MW单柱浮式风力机耦合运动分析

浙江大学学报（工学版） 2018年第10期52卷 1864-1873页

作者：周涛何炎平孟龙赵永生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(船海协创中心) 上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

针对100 m水深条件,设计新型6 MW海上单柱浮式风力机;利用气-液-固-弹性数值模拟软件FAST,对该浮式风力机进行全耦合时域动力响应分析.整个风力机系统的气动力分析采用叶素动量理论,浮式基础的水动力分析基于势流理论同时考虑采用Moriso... 详细信息

针对100 m水深条件,设计新型6 MW海上单柱浮式风力机;利用气-液-固-弹性数值模拟软件FAST,对该浮式风力机进行全耦合时域动力响应分析.整个风力机系统的气动力分析采用叶素动量理论,浮式基础的水动力分析基于势流理论同时考虑采用Morison公式计算得到的黏性阻尼,系泊系统采用等效的弹性杆单元.数值仿真结果表明:浮式基础纵荡和纵摇耦合作用较明显;平台运动响应主要取决于风载荷,波浪载荷会改变平台在平衡位置附近的振荡运动;风浪同向会激发较大的运动响应;风浪的夹角越大,平台首摇运动越明显;在额定海况下,环境载荷方向的变化对垂荡运动的影响较小;delta-line能够很好地控制首摇运动,可以避免锚链缠绕现象发生;设计出的6 MW浮式风力机具有良好的总体运动响应,系泊系统设计方案能够保证风力机系统的安全运行.

关键词：海上浮式风力机运动响应耦合分析锚链力

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基于转捩的SST模型求解三维圆柱受迫振动

哈尔滨工程大学学报 2023年第1期44卷 23-31页

作者：朱永健宗智金国庆中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

为了研究受迫振动时立管结构的升力系数特性和尾迹脱落模式的关系,本文采用基于两方程转捩的SST模型进行了典型亚临界雷诺数(Re=105)下的刚性三维圆柱受迫振动计算。模型采用重叠网格技术和单自由度运动方程来模拟圆柱运动,采用两方程... 详细信息

为了研究受迫振动时立管结构的升力系数特性和尾迹脱落模式的关系,本文采用基于两方程转捩的SST模型进行了典型亚临界雷诺数(Re=105)下的刚性三维圆柱受迫振动计算。模型采用重叠网格技术和单自由度运动方程来模拟圆柱运动,采用两方程转捩模型提高数值计算的精确度。研究了横向受迫振动振幅比与无量纲振动频率2个参数对圆柱流体载荷特性的影响,并分析了升力系数与尾流脱落模式的关联性。通过与二维结果对比分析发现:三维情况下的脉动升力系数跳跃下降现象相较于二维时发生了延迟。三维效应影响下与二维情况存在一定差异,同等“2P”模式下,由于三维轴向旋涡分布的影响,升力未出现通常“2P”模式下的衰减现象。

关键词：深海立管圆柱绕流受迫振动振幅比升力系数脱落模式计算流体力学

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凹凸前缘压气机叶栅旋涡结构探索

热能动力工程 2021年第9期36卷 69-78页

作者：李润泽王琦徐宁姜斌哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078

为改善压气机叶栅内的分离流动、优化气动性能,以仿生凹凸前缘叶栅为研究对象,基于数值方法分析吸力面特殊流动形成的原因,研究零攻角工况下凹凸前缘叶栅的流动特性,并基于涡系变化和附面层结构的分析,总结了凹凸前缘叶栅的流动控制机... 详细信息

为改善压气机叶栅内的分离流动、优化气动性能,以仿生凹凸前缘叶栅为研究对象,基于数值方法分析吸力面特殊流动形成的原因,研究零攻角工况下凹凸前缘叶栅的流动特性,并基于涡系变化和附面层结构的分析,总结了凹凸前缘叶栅的流动控制机理。研究结果表明:由于前缘压力梯度作用使凹凸前缘叶栅形成了特殊的流向涡对,在下游向两侧发展形成特殊的三维分离结构,挤压局部流管收缩,提高了流动附着性并重组附面层结构,降低了角区分离范围且避免了大尺度集中脱落涡的形成,改善了下游流动。探索了凹凸前缘叶栅的典型旋涡模型,并基于对流动控制机理的理解,给出若干优化方案,得到叶栅气动性能提升,其中WFB-2-9叶栅相比原始叶栅总压损失系数降低了10.47%。

关键词：凹凸前缘旋涡结构压气机叶栅气动性能流动控制