港池爆炸兴波响应的计算方法

本文以爆炸兴波的ＭＡＣ法轴对称计算结果为初值，提出了对于实际港池后期兴波响应的两种计算方法。其一是基于溶器内液体驻留运动的振型叠加法，其二是爆炸早期兴波与浅水波理论的时域衔接法。进行了一千吨ＴＮＴ当量在港池内触水爆兴波的实例计算。计算表明，该方法能够合理地描述波浪演化特征，与爆炸现场的景观相吻合，可为工程设计提供简易、实用的结果。     

平面移行点源兴波过程影象模拟的初步研究

基于影象模拟在海洋学上应用的初步探讨,对移行点源兴波中的Ｋｅｌｖｉｎ船波这种较为简单的海洋现象,用影象模拟的方法,即结合数值方法,高度真实感图形绘制、计算机动画仿真等技术,把平面移行点源兴波过程用高度真实感的图形显示在荧屏上,并实现运动过程的显示,其间通过计算原始数据、生成图象、实现动画的步骤,解决了数值计算、Ｚ缓冲区数据显示、光线追踪、动画制作等方面的问题,在较低的计算机硬件要求下得到了较好的模     

CFD数值分析三体船片体位置对阻力及兴波干扰影响

三体船的水动力性能是目前水动力学研究的热门。对于中高速三体船来说,其静水阻力的很大一部分由兴波阻力构成,而对于兴波最大的影响因素就是片体位置的布局。以一艘圆舭型三体船为研究对象,运用黏流计算流体力学(CFD)方法模拟分析4种不同片体位置对三体船静水阻力和兴波干扰的影响。数值计算采用自主研发的黏流CFD求解器naoe-FOAM-SJTU。数值预报得到三体船静水阻力结果与模型试验结果吻合较好,验证了当前CFD方法预报三体船阻力的可靠性。通过不同片体位置三体船阻力计算发现,方案4的船型方案阻力最优,且通过细节的主片体间兴波干扰流场的结果给出了不同片体布置方案对三体船阻力和兴波的影响。     

穿梭艇艏部特征分析及优化

以一艘用于沿海巡逻的高速穿梭艇为研究对象,利用SHIPFLOW中的势流方法,基于Dawson方法的面元法,计算穿梭艇的兴波及流场问题。分别比较不同的半进流角对船舶整体的兴波阻力和最大波高的影响,得到最佳半进流角方案,并在此基础上,进一步分析比较倾斜船艏柱角度对船舶的兴波阻力和流场的影响。通过分析,得到穿梭艇艏柱倾斜角度的影响机理,为艏部进一步的优化提供参照,得出针对此种船型的最佳艏部方案。     

用于海洋监测的小水线面双体船设计的构想及分析

本文简要介绍了小水线面双体船设计特点，列举了一种应用于海洋监测的小水线面双体船的构想，对其兴波阻力小的特点进行了一些分析，给出两个水下部分的相互干扰作用的结果。     

壳体厚度对战斗部爆炸气泡特性影响的数值模拟研究

采用LS-DYNA软件,对装药半径为0.15m、0.42m、0.55m的战斗部有、无壳体的爆炸特性进行数值模拟研究,分析了炸药在有无壳体的水下爆炸时的冲击波压力、气泡脉动压力等特性参数,对比总结了不同当量、不同装药半径及有无壳体的数值计算结果。结果表明:壳体对水下爆炸气泡脉动的影响是较为显著的。壳体厚度对气泡形成时间没有太多影响,但对气泡压力峰值影响较大。因此,研究战斗部水下爆炸威力时必须考虑壳体因素,不能简化。     

三体船阻力预报与侧体布局的优化

三体船具有一系列突出的优点,它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。侧体布局的设计是优化其性能的关键,为了探究其对阻力性能的影响,本文首先在GAMBIT中创建三体船数值模型,再采用FLUENT软件对其进行数值计算。与船模试验相比,数值计算方法的相对误差小于2%,同时能准确高效地捕捉到自由液面波形等流场数据,为三体船阻力预报提供了一种高效可行的方法。在此基础上改变侧体纵横偏距,计算并分析了25种侧体布局方案的兴波干扰情况和阻力性能,得到了侧体布置在主体兴波波峰中时阻力较大,布置在主体兴波波谷中时阻力较小的结论。最后根据阻力最优原则,确定了侧体的最佳布置区域。不仅揭示了侧体布局对三体船阻力的影响规律,还为三体实船的侧体布局设计提供了新的思路。     

核阴影下的穆鲁罗瓦岛

据法国反核人士和生态学家测算,6年前曾进行过10万吨级 TNT当量核爆炸试验的法届穆鲁罗瓦岛海区的核辐射仍比较严重。该岛位于南太平洋塔希堤岛东南方1200公里处,是法国进行核武器试验的主要场所。多年来,围绕在穆鲁罗瓦岛进行核试验的安全问题所引起的争论一直未曾间断过。面对反核人士的责难,法国军事和民用核专家却认为,没有任何理由为在穆鲁罗瓦岛附近海域进行核试验的安全问题而担忧;法国原子能委员会的成员们亦认为,穆鲁罗瓦岛气候宜人,有金色的河滩和蔚蓝色的海水,仍然是旅游度假者的胜地。     

关于DAWSON方法中网格划分的研究

在CFD中,网格的划分有时是一个很重要的问题。在势流理论的DAWSON方法中,有一套生成网格的基本方法,但初值的选择是人为的,因此,如何选择一个合理的初值乃是一个关键的问题。有鉴于此,本文就WIGLEY船型,基于正交设计原理,设计了数值试验方案,研究了各种不同的初值对波形图和源强分布图以及兴波阻力的影响,并据此给出了一个选择合适初值的方法。     

“十字路口作战”后的思考

1946年,美军在西太平洋秘密进行了代号为“十字路口作战”的核爆炸试验。这是二战结束后美军首次进行核爆炸;然而,细细想来,令人痛心,不堪回首。论战比高低1945年8月6日和9日,美国陆军航空兵 B-29远程轰炸机成功地对日本两个城市进行了原子弹轰炸,80万人顷刻之间丧命,从而使美国陆军名震全球,威扬四方。对此,在二战中屡建战功横扫数大洋的美国海军心里极不平衡,总觉得有失宠的不幸。二战刚结束,心里不服的美国海军终于挑起与陆军的大论战。美国海军认     

水下武器抗爆试验爆源等效问题分析

针对水下武器装备抗爆试验中等效药包试验缺乏明确实施规范和标准的问题,从常用的经验公式出发,通过分析计算和实例,对冲击波超压等效和冲击因子等效方法进行了比对。 其中冲击因子等效方法考虑到了药包质量、爆距、爆炸与目标相对位置和姿态等因素,以等效试验结论的合理性和贴近实际程度为依据,以实际试验为例对等效试验实施进行了分析,建议等效试验爆源药量选择15 ~ 20 kgTNT 当量为宜。     

可燃气体泄漏爆炸下海洋平台数值仿真计算

用等效TNT方法计算了海洋平台复杂结构在油气爆炸冲击波作用下的动态响应,采用MSC.DYTRAN中的多欧拉-拉格朗日耦合方法进行数值模拟研究。用多欧拉域模拟结构内外空气中爆炸冲击波传播情况,用快速耦合方法计算结构和流体的耦合作用。模拟结果显示:在油气爆炸冲击波的作用下,平台舱室变形、失效后破裂,冲击波通过破口传入平台其它舱室;研究了平台各层甲板、舱壁等构件的吸能情况,为平台的结构设计和结构加强打下基础。     

船体曲面几何表达及水动力性能计算的NURBS方法

采用非均匀有理B样条(NURBS)对船体曲面形状进行几何表达,所生成的网格直接用于后续的有关船体水动力性能计算工作中。对Wigley船型的线性兴波阻力和斜航操纵运动的船体,结合近似的Kutta条件作了相应的数值计算,从与试验结果的比较来看,该方法具有较好的工程精度,对船舶及海洋工程领域中的计算机辅助设计(CAD)与计算流体动力学(CFD)之间的相互集成,具有推动与促进作用。     

油气爆炸作用下海洋平台抗冲结构研究

海洋平台在服役期间,常会遭受到油气泄露而爆炸引起的冲击破坏.结合歧口QK18-2海洋平台结构,利用非线性瞬态动力学计算软件MSC.Dytran对气体爆炸造成海洋平台结构的损伤机理进行数值仿真研究.在此基础上,详细研究舱室在爆炸载荷下的动态响应,将舱室和爆炸区之间的围壁结构采用增加板厚和改变支撑结构形式、尺寸等四种不同的方式进行比较研究,得出支撑结构对于平台抗冲击的重要性,从而提出有效可行的抗冲结构形式.     

H2O/CO2污染对煤油燃料超声速燃烧影响数值研究

在纯净空气与H₂O/ CO₂污染空气来流对比试验结果基础上,采用数值计算方法和化学动力学方法,研究了H₂O和CO₂污染组分对煤油燃料超声速燃烧的影响,获得了试验手段难以得到的燃烧室流场参数和性能数据。完成了相应的煤油燃料超声速燃烧室二维数值计算,其中匹配了进口总温、总压、马赫数、氧气摩尔分数和工作当量油气比。将数值计算结果与相应试验测量值进行了对比分析,并结合燃烧室流场数据、性能参数分析了H₂O和CO₂污染的动力学影响、以及对燃烧室性能的影响。研究表明:(1)数值计算结果与实验测量值总体上吻合,两种手段均体现了纯净空气来流时不同煤油当量油气比的燃烧室性能,并反映了一致的“污染效应”影响趋势;(2) H₂O污染、H₂O+ CO₂污染的存在降低了煤油燃料超声速燃烧室性能,体现在燃烧诱导压升、燃烧效率、流向冲量增量的下降,而且随着污染组分含量的增加,燃烧室性能下降越加显著。      

海洋三维温盐流数值模拟研究的有关进展和问题

就海洋三维温盐流数值模拟使用的海洋模式和数据同化方法、在中尺度数值预报和再分析中的应用,以及所需支撑条件三方面,简述了国内外研究有关进展和问题。表述了开展大范围分辨中尺度乃至次中尺度涡的高分辨率海洋三维温盐流数值模拟正在研究的有关问题,扼要说明提供相匹配的高性能计算机模拟平台的必要性。初步探讨制约该研究快速发展的有关问题。     

爆炸载荷下海洋平台波纹板防爆结构数值模拟研究

采用非线性瞬态动力学分析软件MSC.Dytran,对泄漏气体的爆炸载荷进行数值计算并与经验公式的计算值作比较。以海洋平台燃油舱围壁为研究对象,对其进行波纹板结构设计,根据波纹高度的不同,将波纹板分为三种:波纹板Ⅰ、波纹板Ⅱ和波纹板Ⅲ。利用MSC.Dytran,对不同波纹板围壁下燃油舱在油气爆炸载荷作用下的变形、能量吸收和加速度等响应进行数值模拟研究。通过对不同波纹板围壁与传统平板围壁的燃油舱动态响应的分析比较发现,燃油舱围壁采用波纹板Ⅰ时防爆效果相对较优。     

基于遗传算法的城市避震疏散优化模型研究

通过引入当量长度的概念,构建了有组织疏散的城市避震疏散优化模型,并采用遗传算法(GA)实现了模型的优化求解;当量长度考虑了疏散环节各种影响因素,较之单纯采用道路长度作为疏散距离而言更有实际意义;最后以青岛市某次假设地震为例,在GIS平台下实现了对避震疏散方案的可视化表达.     

燃烧加热污染空气对超燃冲压发动机性能影响研究

针对燃烧加热地面试验设备存在的工质污染问题,采用数值模拟方法研究了燃烧加热污染空气对氢燃料超燃冲压发动机性能的影响。以飞行马赫数Ma=6.5,当量油气比ER=0.6为计算基准状态,分别对纯净空气和污染空气来流下氢燃料超燃冲压发动机的整机流场和性能进行了对比计算分析。燃烧化学反应模拟采用了改进的H₂/O₂七组分八方程模型,湍流模型为标准的 k-ε模型,并采用直连式燃烧室试验数据进行了数值方法的验证。研究结果表明:(1)相对于纯净空气来流,污染空气来流下的超燃冲压发动机推力和比冲均有所下降。(2)采用酒精燃烧加热器的前提下,来流参数匹配静温、静压、马赫数时,发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而匹配总温、总压、马赫数时相差最大。(3)来流参数匹配总焓、静压、马赫数的前提下,采用氢燃烧加热器时发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而采用甲烷燃烧加热器时相差最大。      

一种带自由面的三维船体贴体网络的数值生成

本文提出了一个生成自由面的三维船体贴体网格的数值方法。文中以静水面以上的船体型线作为描述非定常自由面的计算网格域，进一步完善了我们以往开发的无法考虑兴波与静水面以上的船体型线相互作用对船舶粘性流动影响的网格生成方法。静水面以上的初始自由面网格分别沿船面法线η及切线ζ方向的曲线长的指数进行分布，即可极方便地调节自由面在船面及静水面附近的网格间距，也保证了在数值离散三维Ｐｏｉｓｓｏｎ方程时具有相当好的收敛性。这种方法的特点是计算量相当小，尤其能极方便地控制网格在船面簿粘性层中及静水面附近的分布。以Ｓｅｒｉｅｓ６０船模作为计算算例，带自由面的网格分布是相当满意的