XCP投弃式海洋探头阻力系数数值计算及试验研究

以XCP探头为模型,采用有限体积法结合κ-ε两方程湍流模型,对XCP探头阻力系数进行了数值计算,研究了XCP探头的阻力特性。获得了不同雷诺数下阻力系数的变化趋势和水下稳定运动时的极限速度。结果表明阻力系数随着雷诺数的增加而减小,其数值计算结果与海上实测数据基本吻合,验证了该数值计算方法的正确性,可为XCP探头结构设计提供参考。     

XBT探头外形数值模拟及实验研究

XBT探头是一种手持投弃式温深剖面测量探头,外形结构直接影响其在水中的运动姿态,进而影响其采集数据的准确性。采用N-S方程及k-ε湍流模型对三种不同外形XBT探头的压力场和速度场进行数值模拟,研究了在不同雷诺数下阻力系数的变化趋势,获得了三种不同外形XBT探头的运动极限速度。通过分析攻角与升力关系表明有尾翼探头能够获得稳定的垂直下落姿态。由数值模拟分析结果与实验结果对比可知极限速度基本相符,验证了该数值模拟方法的正确性,可为XBT探头的结构设计提供重要的理论依据。     

抛弃式温盐探头阻力系数的数值模拟及其实验验证

采用时变雷诺方程结合κ-ε湍流模型,模拟探头在下沉过程中的运动状态。根据模拟所得探头附近速度与压力分布,积分出阻力系数,由此分析阻力系数随雷诺数变化规律。同时进行物理实验,并与数值结果比较,二者吻合较好。     

2009年秋季航次UCTD样机海上试验

UCTD(Underway Conductivity-Temperature-Depth)是一种新型船舶走航上层海洋温度盐度剖面调查设备。文中介绍了国内研制的UCTD样机参加2009年秋季航次海上试验情况,包括试验设备的组成、安装、试验结论和存在的问题等。为了海上现场检验UCTD样机探头测量性能、下降深度、速度和甲板设备的运行情况,共进行了42次投放试验。通过分析试验数据,UCTD样机的作业时间、测量深度、测量性能和可靠性均达到了预期的设计目标。试验数据经处理后可获取海洋上层温盐断面数据,实现了UCTD实际应用效果,最后对试验中发现的问题提出了解决办法。     

海面阻力系数的流体力学研究

利用相似理论的方法 ,把湍流问题的尼古拉兹曲线引入到风应力中 ,阐明了决定海面阻力系数的关键因素 ,并提出了阻力系数和有效波高的关系。     

平面无结节网衣水阻力系数的试验研究

通过物理模型试验,统计分析得到了无结节网衣的水阻力系数在不同状态下随雷诺数、倾角和布置状态的变化规律,并通过网衣沉子的组合试验验证了所得经验公式的正确性和适用性,为深水网箱等渔具的水动力计算提供了依据.     

抛弃式温盐探头运动状态的数值模拟及其实验验证

抛弃式海水温盐探头用于快速获取海洋温度、盐度剖面资料。探头投放后运动时间和路程关系的确定将直接影响剖面结果的准确性。本文重点分析了探头运动特性，其中包括探头入水速度损失、运动阻力系数等运动参数，同时分析了探头运动过程中质量改变与海水密度不同对其运动规律的影响，最终得到探头下落距离和时间的关系。通过与实测结果比较及分析，证明了计算方法及其结果的合理性和准确性。     

海面阻力系数的流体力学研究

利用相似理论的方法 ,把解决湍流问题的尼古拉兹曲线引入到风应力的计算中。阐明了决定海面阻力系数的关键因素是海浪的平均波高及摩擦层厚度 ,并推出了它们之间的关系式。     

线圈释放式温、盐、深探头运动特性的数值计算方法研究

线圈释放式温、盐、深探头从空中定点投放，入水后测量海洋不同海水层面上的温度和盐度，因此必须知识探头各个时刻的入水距离，以与获得的温、盐数据对应。本文对其运动特性进行了数值计算，并在计算中考虑了探头质量和排水体积的变化。利用已有的形状完全相同但不释放线圈的探头实验资料，拟合出了探头在海水中的阻力系数与雷诺数的关系式。并且分析了探头入水瞬间速度损失的影响。     

高风速下海面阻力系数的研究

利用由于海面摩擦造成的台风角动量的损失，推算出高风速下的海面阻力系数．高风速条件下的阻力系数迅速增大，与风速的平方成正比．此结论对于研究高风速下的海浪、风暴潮有着实际意义．     

渔网水动力试验研究及分析

根据流体力学实验结果 ,研究了雷诺数 ,网的密实度 ,网型以及流向等对网的阻力影响 ,同时讨论了侧向力问题 ,对同样网面积的平面网及圆型网的阻力进行了比较 ,结果圆型网阻力较小。     

人工鱼礁礁体模型阻力系数的实验研究

针对不同中心开口方式(圆孔、三角孔、方孔)的正方体人工鱼礁模型,通过风洞实验,定量探讨礁体的通透开口比、投影开口比与阻力系数之间的关系,测量模型礁体在不同角度迎流时的阻力系数。实验结果表明礁体阻力系数Cd随投影开口比γty的增加而呈下降趋势。当投影开口比γty相同且大于0.1时,阻力系数Cd随通透开口比γtt的增加而呈下降趋势。对于中心开孔方式人工鱼礁,阻力系数Cd计算公式为:Cd=-0.861γtt+0.145γty+1.268(R2=0.729,P<0.01)。回字型和正方体型人工鱼礁模型的实测值与理论公式计算值误差在8%以内,说明理论公式计算值是可靠的。在进行新礁体设计时,可以通过调整礁体开口尺寸,使礁体在满足集鱼、改善流场功效的同时,具有良好的水动力特性。     

海面阻力系数模式的探讨

海面阻力系数模式的量值及其变化受制于多种因子[1,2].风对洋(或海)面施加的应力异于陆面,其原因在于下垫面不同:前者易动,后者则固定不变.这隐示着海浪在其中扮演的角色是不可轻视的.     

海底孔压对波浪响应试验研究及数值模拟

孔隙水压力在海底土尤其在砂性海床中扮演着一个非常重要的角色.波浪的周期性加载作用,在砂土及粉土中产生超静孔隙水压力,其幅值大小是海床发生液化破坏的控制因素.在海上工程的历次调查中发现孔压引起许多液化破坏现象,如粉土海床的塌陷、凹坑、坡度较大处的粉砂流及构筑物基础周围的过量冲刷造成石油管架下沉等等,因此研究海床中孔压对波浪的响应具有重要的理论意义和实践意义.     

渤海冬季环流形成机制动力学分析及数值研究

采用涡流方程,海面实测风力应力分布和二维数值方法,对渤海冬季环流形成机制进行了研究,结果表明,渤海冬季海面风应力分布东岸大,西岸小,又因海底十分平坦,从而风应力切变形成的负涡度,成为渤海中部及辽东湾海流呈顺时针向流动的主要驱动机制。当考虑海面实测风应力分布,潮余流和开边界入流等条件时,用二维数值方法模拟的渤海冬季环流,与实测吻合良好,一系列数值实验进一步表明：上述关于渤海环流形成机制的动力学分析是     

抛弃式探头下沉运动数值计算的网格划分方法研究

各类抛弃式探头下沉运动的数值计算研究都需要对探头表面和整个计算域进行网格划分的前处理过程,选择不同的网格划分方法和划分精度,会影响数值计算速度和计算精度,最终生成的网格质量决定了计算结果的收敛性和准确性。针对抛弃式探头的复杂结构,对比了两种网格划分方法、三种网格划分精度,完成探头计算区域的网格划分,采用k-ε湍流模型,进行抛弃式探头下沉运动的数值计算,并将计算结果与水箱和水库实验结果进行对比,验证了混合网格划分方法和普通精度网格对抛弃式探头下沉运动数值计算的适用性,研究结果对类似较为复杂结构的水下运动体的数值计算前处理过程具有一定的参考和借鉴意义。     

自动返回式采水器的阻力系数计算与方法验证

摘要：应用有限元软件ANSYS,以与采水器外壳接触的周围水域为研究区域,计算其总阻力系数及最大运动速度。采用相同的数值方法计算了圆球总阻力系数,计算结果与经典实验结论吻合良好,证明了该数值方法的准确性。利用ANSYS软件计算预报采水器或其他类似的海洋仪器在流体中的阻力系数,可指导其尺寸参数设计。     

南海夏季环流机制的数值试验研究

用一个三维、自由表面、斜压海洋模式，通过数值试验的方法对南海夏季的环流特征及其形成机制进行探讨。结果表明，产生南海南部反气旋式环流的主要机制是西南季风的驱动，斜压效应起到了增强环流强度的作用；海底地形和黑潮的强迫是形成“南海暖流”和台湾海峡中东北向流的主要原因，而斜压效应和海底地形是形成夏季“南海暖流”右侧偏西向流的主要原因；南海北部的气旋式涡旋是在黑潮、海底地形和斜压效应等因素共同作用下形成的。     

渤海湾海水光谱特性的数值分析

自然界各种物体，都有表征其自然属性的光谱特性。地物的光谱特性是遥感图象定性判读的依据之一，它作为一种遥感信息也直接用于定量测定和制图。 海水中悬浮物质的数量和性质影响海水的颜色和海水的光谱特性。反之，根据海水的光谱特性可以测定水中悬浮物质的数量和性质。1974年， S. D. Duntley首先从海洋叶绿素的光谱效应，提出根据海水的光谱反射率曲线，用卫星传感器测定水中叶绿素a 浓度的理论。1978年， R. W. Johnson 建立了航空遥感的光谱数据与沿岸带海洋叶绿素a 浓度之间的数学关系，并绘制了叶绿素a的分布图。1979年， R. W. Johnson建立了光谱数据与悬浮泥沙含量之间的数学关系，并绘制了悬浮泥沙的定量分布图，等等。本文的目的即是要建立一种方法，用国产101W光谱辐射计记录的遥感数据，计算海域悬浮泥沙、叶绿素a 浓度、水色等水质参数。 1980年5月16日至19日，由中国科学院组织，有中国科学院海洋研究所、国家海洋局第一海洋研究所、第二海洋研究所、交通部天津水运科学研究所、水利部天津水利科学研究所等单位参加，在天津塘沽的海河和蓟运河口进行津、渤地区第一次环境污染航空遥感监测联合试验。在此次试验中用机载101W光谱辐射计记录海水的光谱辐射曲线，作者以此计算海水的光谱反射率曲线，用逐次回归分析法建立海洋实测数据(悬浮泥沙、叶绿素a浓度、水色等)与海水光谱反射率数据之间的数学关系。实验基本是成功的，由回归方程计算的结果与海洋实测数据之间的相关系数约为0.7。如果对研究海域的每一个子域的辐射值作光谱扫瞄，作出定量的分布图也是可行的。     

某无人水下航行器阻力特性数值模拟

基于FLUENT流体CFD软件,对带鳍舵布局的某无人水下航行器进行了阻力特性数值模拟.选择了合理入口边界条件、出口边界条件、压力与速度的耦合求解方法.数值模拟结果与风洞实验对比表明:该方法对无人水下航行器的阻力特性的预测精度较高,且对流场的显示更加详细、直观.所取得的研究成果对带鳍舵布局无人水下航行器的外形设计具有一定...