升膜蒸发海水淡化实验研究

本文利用水平微槽管管外液膜蒸发进行海水淡化。分别在27 kPa压力下对初始质量分数为3.5%的盐水在不同热流密度下进行升膜欠热蒸发实验和在常压下进行不同液位蒸发实验。分析热流密度对升膜管外温度分布、结晶率及淡化效率等参数的影响及液位高低对升膜蒸发能力的影响,基于实验得出:随着热流密度的增加,海水淡化产水能耗逐渐下降,并且水平微槽管的槽道宽度较小时升膜蒸发能力较高;液位在45°时产水能耗相对较低;水平微槽管管外自顶向下逐渐扩展的氯化钠结晶面积随热流密度的增加而减小。另外,此种蒸发方式对于管外结晶有很好的自洁效果。     

连续冲击条件下水下潜器运动姿态估计方法

基于潜器水下状态的平衡方程,建立了潜器运动模型。通过对水锤压力的数值仿真计算,建立了潜器航行体发射时的运动控制模型。根据这一数学模型,计算分析了潜器在完整火箭发射后效（发射冲击与完整的水锤效应）作用下的运动响应和运动控制。结果表明：发射单枚航行体对潜器运动姿态有较长时间的影响,潜器的初始速度越大,影响程度越小,影响时间越短。通过操舵和压载水舱的调节,可以对潜器的运动进行较满意的控制,在一定范围内控制效果随着初始航速递增。     

深海潜器耐压圆柱壳结构计算和校核方法研究

文中比较了中美两国潜器规范中各特征量的计算方法和校核准则,分析了异同点,并给出数值算例。针对潜器特性,对目前我国潜器规范中可能需要修改的地方进行了初步分析。     

扁平潜器微速操纵性研究

针对扁平潜器的特点建立了其微速操纵性运动方程,提出了忽略攻角、漂角与旋转角速度耦合影响的水动力模型,由拖曳水池模型试验确定了攻角、漂角水动力,近似估算了旋转水动力.在主辅推进器的PD控制下,数值仿真计算了水平面航向保持与改变、垂直面潜浮的微速运动控制.     

高数据率远程水声通信技术产业化急待解决的几个问题

高数据率远程水声通信技术产业化急待解决的几个问题尤立夫，桑恩方（哈尔滨工程大学水声研究所）随着人类在海洋中经济和军事活动的增加，各种潜器和水下机器人的性能不断得到改进，尤其是无缆的，带有光学或声学成象设备的潜器、机器人即将在不远的将来投入使用。这种潜...     

脐带缆在潜器下放过程中的运动建模与仿真

潜器在下放布置过程中需要考虑变长度的脐带缆对其运动的影响,在考虑流的情况下,对脐带缆的有限差分模型进行了改进,并采用最小二乘方法求解由时间和空间上的中心差分格式离散后的非线性方程组。为了验证模型改进的有效性,将潜器在均匀定常流中水平匀速直航时的数值解与该特殊情况下的解析解进行比较,两组解的吻合不仅证实了模型改进的有效性,而且表明上述数值计算方法是可靠且有效的。在潜器下放布置运动给定的情况下,脐带缆的运动仿真结果表明,潜器姿态角的调整会对拖曳点处的缆绳张力大小和变化趋势产生显著的影响,流在改变缆绳空间形状的同时引起了缆绳对潜器作用力和力矩的非线性和时变性,脐带缆总是阻止潜器自身动力对运动速度和姿态角的改变,且对纵荡运动的影响最大。     

带前缘结节叶片导管桨尾流不稳定性分析

导管桨的尾流不稳定性在其性能评价中非常重要,不但是其能否提供稳定推力的保证,而且也与螺旋桨的尾流噪声直接相关。为了改善导管桨的尾流,提高尾流稳定性,并优化导管桨的流场脉动,根据座头鲸鳍肢前缘结节的仿生原理,对导管桨叶片的导边进行改进,提出了两种仿生桨型,采用IDDES湍流模型对低进速系数下常规导管桨和仿生叶片导管桨进行数值模拟,探究叶片构型对导管桨性能和尾流不稳定性的影响。计算结果表明,前缘结节可以有效降低叶片受力波动的幅值和叶片所受合力的主频域峰值,具有较大结节的叶片对导管桨尾流有明显的优化作用,在尾流远场中扩大了流动稳定区,延后了尾流处涡破碎的发生,改善了能量谱密度的频域分布。进一步,大前缘结节叶片导管桨应用在低速工况下时,可以大量减少尾流泄涡区域的二次涡产生,这是由于前缘结节提升了相邻涡互感的强度,使得尾流更加稳定,而小结节叶片仿生桨型对导管桨尾流则无明显优化作用。研究方法和成果可为螺旋桨尤其是导管桨尾流不稳定性研究提供参考,不仅验证了前缘结节在导管桨叶片应用的合理性,而且揭示了其优化尾流稳定性的机理。     

结合固定翼飞机原理重水潜器设计

结合固定翼飞机与潜器设计原理设计了一种密度大于水的潜器——重水潜器,它利用机翼升力平衡剩余重量,外形就像固定翼飞机。由理论分析可知在有效载荷和航行速度相同的情况下重水潜器较常规潜器的体积有明显减小,而以中高速航行时重水潜器阻力优势明显。根据固定翼飞机与潜器设计原理相结合的设计方法制作的重水潜器样机进行水池试航时顺利完成直航、水平回转、爬升、下潜等规定动作,并表现出良好的稳定性和操纵性,从而证明了该设计方法的可实现性。     

台风移速突变的诊断预报方法

用１９８０—１９８６年２０时欧洲中心的１０００，８５０，７００，５００，３００，２００及１００ｈＰａ共７层的网格点资料，利用台风移速方程，挑选了进入南海的２６个台风个例，计算了１２，２４，３６及４８ｈ的台风移速及移向，同时也计算了实际台风前后１２，２４，３６及４８ｈ移速和移向，计算出不同时刻的台风实际的移速差△Ｖ及移向基面△θ．分析表明：计算的不同时刻的台风移速整差△Ｖ与台风实际的移速差△Ｖ的符号相同的概括率是比较高的，结果是比较理想的，有一定的实际预报意义．     

旋桨式海流计的水槽率定

旋桨式流速仪的特点是简单可靠，因此它得到了广泛的应用。本文分析了旋桨的基本特性，介绍了一般旋桨式流速仪的原理。文中详细地介绍了ＳＬＣ９－２直读式海流计的数据处理和水槽率定，探讨了简化其水槽率定的方法。     

潜器在冲击载荷下的运动和控制研究

潜器在水下发射火箭时会产生复杂的运动变化,对其研究很有实际意义。参照格特勒运动方程,建立潜器运动的非线性数学模型。导入实验模型的参数,对其六自由度基本运动进行了仿真,并与水池实验结果相比较,验证了仿真模型的有效性。导入发射火箭时潜器受到的完整载荷,计算分析了不同航速下潜器的运动响应和运动控制。结果表明,发射载荷对潜器运动将产生较长时间的显著影响,包括速度损失、升沉运动和纵倾角振荡。航速越小,运动变化越大,恢复所需时间越长,控制越困难。     

低速潜器水动力试验及操纵运动预报

本文用平面运动机构测定了作用在低速潜器上的水动力，并用富里埃级数来表达大攻角范围时的水动力。在此基础上，用计算机进行模拟计算，预报了低速潜器的部分操纵性能     

自升式综合平台的外载计算

本文给出了自升式综合平台的外载估算方法。对大尺度物体的波浪载荷用三种方法进行了计算,在计算中考虑了非线性波的影响和局部修正。本文在给定的设计波参数和海况条件下,对南海北部湾和渤海地区的自升式综合平台(方案)进行了风、浪、流外载计算。计算结果用于平台结构强度、疲劳、稳定性分析和沉块的优化设计。     

块状冰对螺旋桨水动力性能的影响

基于重叠网格模型,通过非定常RANS数值模拟与结果分析,研究了块状冰的尺寸、轴向运动和冰桨位置对螺旋桨水动力性能的影响。选用切割体网格绘制整体静止计算域的背景网格,之后结合棱柱层网格绘制螺旋桨子计算域和冰块子计算域的重叠网格,不同的计算域之间通过两者的重叠区域进行数据传递和插值。计算结果显示,当冰块固定在桨前时,螺旋桨产生的非定常推力和扭矩均以叶频为基频进行周期性变化,而且两者的时间平均值和振幅主要受冰块在螺旋桨盘面内的轴向投影面积、冰桨轴向位置和冰桨水平位置的影响;当冰块在桨前沿轴向匀速靠近螺旋桨时,冰桨轴向距离逐渐变小,冰桨周向相对位置发生周期性的变化,使得推力和扭矩两者均以叶频振荡,而且两者的时间平均值和振幅均随着冰桨轴向距离减小而增加。     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

人类活动影响下的钦州湾近期滩槽冲淤演变特征

根据1980年代以来水下地形数据和遥感影像资料, 综合运用遥感与地理信息系统(geographic information system, GIS)、数值模拟等技术手段, 分析了钦州湾近期高强度人类活动影响下的滩槽平面变化和冲淤演变特征, 从动力地貌角度对演变原因进行了探讨。研究表明, 内湾茅尾海近期整体淤积, 2m等深线以浅的高滩淤积强度显著大于其他水域, 局部槽道由于人工采砂和潮流动力增强而出现冲刷。外湾整体以淤积为主, 但强度小于内湾, 滩和槽的冲淤特征差异显著, 西航道、中水道和边滩淤积, 中滩和东航道冲刷。高强度人类活动前后钦州湾涨、落潮量分别减少约4.59%和4.04%, 潮流动力减弱, 导致茅尾海不断淤积; 外湾中部岸线向海大幅推进, 使得中滩涨落潮流流势集中, 潮流速普遍增加0.1~0.2m·s ^-1, 是中滩大范围冲刷的主要原因; 东航道浚深后, 中槽涨落潮流向东航道产生归槽, 导致潮流动力减弱, 中槽萎缩。水平Kelvin数变化表明, 人类活动对外湾东航道和中水道的影响最大, 东航道稳定性增强, 中水道持续萎缩; 西航道受到影响较小, 稳定性基本保持不变。     

近海航槽的回淤率计算

本文应用粘性细颗粒泥沙近年实验成果,对近海动力条件进行适当概化,由输沙连续方程导得以悬沙落淤为主的航槽回淤率计算关系式.通过连云港、赤湾港等航道港池实测资料验证,说明本文提出的计算模式可用来预报近海航槽的回淤率.     

水平螺旋槽微肋管壁面升膜流动特性的研究

对蒸发状态下水平螺旋槽微肋管管外壁面升膜的形成机理和流动特性进行研究。对驱动液膜形成的润湿力进行分析,建立单组分流体的数学模型,得出壁面液膜蒸发时的速度和厚度分布,并对影响水平螺旋槽微肋管升膜的流动特性的因素进行分析,得出水平螺旋槽微肋管更有益于形成连续均匀的液膜,有更好的流动特性,增强传热传质效果。     

加强环对浅球壳屈曲载荷的影响

本文通过理论计算和模型实验,探讨了加强环对部分浅球壳屈曲载荷的影响问题,作出了屈曲载荷与加强环刚度的关系曲线,从而为潜器的舱口盖、球面舱壁的设计提供了有价值的资料。     

基于LES的ROV导管推进器梢隙流动数值研究

导管推进器是一种普遍应用于无人遥控潜水器（ROV）等潜器中的特种推进器。在桨叶与导管之间的梢隙中存在非常复杂的流动,本研究基于大涡模拟（LES）对导管推进器的梢隙流动进行了数值模拟分析。通过对时间步长的收敛性研究,建立两套基于不同网格类型的计算模型。将计算结果与试验进行对比,比较两种不同类型网格模拟结果的差异发现,切割体网格能够更好地捕捉到泄涡的细节,并结合梢隙流场的原理分析泄涡发展的过程,梢隙涡的驱动力是吸力面与压力面之间的压差。此外,随着进速系数增大,梢隙周向的涡管轴向分布范围减小,主泄涡发生位置延后,泄出涡的长度和数量都有所减少。