波浪中浮体流体动力系数的数值计算

本文提出了水鼓在波浪中运动的一个初步数学模型。该模型是基于源汇分布的有限边界元法和使用了Green函数的级数表达式。所得结果与文献的结论十分吻合。     

振荡流绕圆柱流动的离散涡模拟

本文采用逐级近似法解边界层方程,由此来确定有涡存在情况下,绕圆柱振荡流动的分离点.与离散涡模拟法相结合,本文计算了分离点随时间变化的规律和圆柱的受力.给出了高雷诺数下圆柱的阻力系数C_D、惯性力系数C_M及升力系数C_L(t)的均方根值(r.m.s.).计算结果与他人的实验结果符合较好.     

振荡流场中近底水平圆柱升力研究

在利用傅氏级数法模拟波、流场中水平圆柱上的升力时，其傅氏系数及初相位的选取是问题的关键。本文进行了近底水平圆柱在振荡流场中的物理模型实验，采用傅氏级数法推求各参数，得到不同Kc数及间隙比（e/D)情况下的各种参数值。实验要素范围Kc数为5－20，Re数为2500－10000，间隙比为0．1－1．0。     

有限深水中平台脚柱垂荡的流体动力系数计算

平台脚柱流体动力系数的准确估算对半潜平台在波浪中的运动预报和合理的结构强度设计都具有相当重要的意义。由于平台脚柱是轴对称的,整个流域可划分成三个子域,每一子域中的速度势可以在形式上以其特征函数展开式表示。通过这些速度势在它们的公共边界上的匹配关系,各子域中的速度势即可唯一地确定。本文即提供了用特征函数匹配求解平台脚柱在有限深水域中垂荡的流体动力系数的计算方法。本方法的主要优点在于计算速度远比其他数值方法快捷,同时计算结果相当精确。     

横向受迫振荡圆柱低雷诺数绕流问题数值模拟

对雷诺数Re=200的圆柱在均匀来流中横向受迫振荡的问题进行数值模拟分析.通过改变运动圆柱的振荡频率和振幅,分析圆柱所受作用力及圆柱尾流泻涡结构的变化特性,振荡圆柱在非锁定状态和锁定状态下作用力曲线和圆柱尾流泻涡结构的变化情况,以及不同圆柱振荡频率和振幅情况下单个振荡周期内圆柱尾流泻涡结构模式之间的转换特征.     

两层流体中振荡水平圆柱潜体水动力特性

研究了有限深两层流体中水平圆柱潜体的振荡辐射问题。在线性势流理论框架内,建立求解辐射势的多极展开理论,提出附加质量和阻尼系数的计算方法,进行了数值计算分析,并且与均匀流中的情况进行比较。结果表明,在圆柱潜体的某个振荡频率范围内,流体的分层效应对其附加质量和阻尼系数是有重要影响的。同时,对水平圆柱潜体振荡产生的自由面和内界面波动特性进行了数值分析。     

波浪要素对水平圆柱杆件水动力系数影响研究

通过试验研究了波浪要素对水平固定圆柱杆件水动力系数的影响。试验利用垂直杠杆原理,提取了杆件在波浪下的水平受力历时曲线,基于改造的莫里森方程,计算了不同波浪要素下的水动力系数C_D和C_M取值。定义分析了新的波高参数KH,周期参数KT和雷诺数Re对水动力系数的影响。研究表明,整体拟合法与四点拟合法获得的水动力系数在数值上差异不大。KH、KT及Re均对水动力系数的取值有较显著影响:1)随着波高KH的增大,C_D、C_M整体呈幂指数衰减,且C_M的衰减更为迅速;2)随着波周期KT的增大,C_D、C_M整体亦呈衰减趋势;3)相同波高条件下,C_M随Re数增大而增大,而C_D值相对稳定。最后给出了波浪条件下水动力系数C_D和C_M的经验计算公式。     

两层流体中多个振荡水平圆柱潜体水动力特性

采用解析方法研究了无限水深两层流体中多个振荡水平圆柱潜体的水动力特性。在线性势流理论框架内,基于多极子方法建立了辐射势的解析表达式,在此基础上导出了附加质量和阻尼系数的计算公式,采用边界元方法对这种解析方法进行验证,同时研究了两种不同工况下多个振荡水平圆柱潜体水动力的特性,结果表明,两层流体的密度比、圆柱的淹没深度以及圆柱的排列方式和间距等参数的变化对水平圆柱群附加质量和阻尼系数有很大的影响。     

UUV操纵性设计及流体动力布局

UUV 使命不同,任务多样,运动及操纵复杂。为满足水下悬停、原地回转、侧向/垂向平移等运动要求,UUV 采用不同的鳍舵布局和推进器布置方案,以实现低速的稳定和高速的机动,同时具备复杂海况适应能力。梳理国内外 UUV 操纵性设计及流体动力布局方案,按照“鳍舵布局+主推进器布置+辅推进器布置” 的方式对 UUV 操纵布局进行划分,并分析各类操纵及布局的特点。     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

平板对下游方柱流体动力性能影响分析

基于有限体积法求解二维粘性不可压缩Navier-Stokes方程,分别采用层流模型和Realizable k-ε模型研究Re=250和Re=104前置平板与下游方柱间的流动干扰现象,分析不同尺度的平板布置在不同位置时对下游方柱的绕流场及流体动力性能的影响。计算发现在方柱上游布置平板可以有效的控制方柱的绕流场,减小方柱的阻力系数和升力系数;随着平板尺度的增加,方柱的阻力系数、升力系数呈下降趋势;并且存在较好的平板布置区间,可以最大程度的降低方柱和平板的阻力系数及方柱的升力系数,从而达到良好的减振、降噪的效果。     

潮流能转换装置串列双圆柱下游圆柱流致振动数值模拟

针对双振子流致振动潮流能转换装置,基于ADINA软件对上游圆柱固定、下游圆柱横向振动的串列双圆柱流致振动,在不同工况下进行了数值模拟,并与文献和试验结果进行了对比分析,验证了该模拟方法的正确性并分析了不同因素(间距L=1.5 D~8.0 D、流速v=0.4~0.75m/s及相应流速v下的雷诺数Re=2.88×10~4~5.76×10~4)对下游圆柱流致振动的影响。结果表明,圆柱间距影响双振子尾流模式和下游振子振动形式;间距L=5 D~7 D范围内下游振子达到最大振幅,比单圆柱涡激振动增大50%。     

流体动力干扰对桩柱矩阵阵列波浪力的影响

随着超大型海洋结构物的设计和研究日益受到重视,研究多物体之间的流体动力干扰特性显得十分必要。用波动源在截面周线上分布的方法,就垂直桩柱间三维流体动力干扰对波浪力的影响进行了系统的研究,不仅可得到单行柱列的流体动力干扰力学机理的新特性,而且对多行桩柱阵列的研究也取得了若干新的发现：多行柱柱阵列的遮蔽作用强于单行的;无论是单行还是多行柱列,其流体动力干扰特性存在一个十分敏感的来波频域,在此区域内,力的幅值会大大超过其他频域的受力,而且桩柱阵列与交错阵列的力学特性也有所不同。这对超大型海洋结构物的设计有着重要的指导意义。     

吉尼系数的计算及正态分布的吉尼系数

本文给出了吉尼系数的一般计算公式 ,推导出正态分布的吉尼系数渐进无偏估计 ,并以实例对比了传统的吉尼系数的算法——万分法与本文中提出的估计方法。     

不同攻角下投弃式海流剖面仪流体动力特性研究

对投弃式海流剖面仪(eXpendable Current Profiler,XCP)不同攻角下流体动力特性进行数值模拟,分析了XCP探头流场压力分布与运动趋势的关系.研究了不同攻角下XCP探头阻力系数和升力系数的变化规律.研究表明,攻角能够明显改变流场的轴对称性.0°～10°攻角下,XCP探头阻力系数和升力系数随攻角增...     

近代地球动力学对里海地区流体动力系统格架的影响

近代地球动力学对里海地区流体动力系统格架的影响ＫａｓｉａｎｏｖａＮ．Ａ．在前高加索（Ｐｒｅ－Ｃａｕｃａｓｕｓ）东部，追索了复原后的石油格局、地下水格局、里海海平面和现代地壳应变状态时，空特征之间的关系．考虑到各种水动力格局（构造挤压或这一过程的松驰，...     

南海表层水温的低频振荡

本文对以西沙为代表的南海海域1961—1984年的表层水温(以下简称水温)进行了分析,结果发现南海水温存在3—5a和准两年周期的低频振荡。这种振荡与南方涛动和赤道东太平洋水温异常之间有密切的关系,显示出南海水温低频振动是热带太平洋水温低频振荡的组成部分,埃尔尼诺事件之后,南海有明显的增温现象发生。但南海水温与热带西太平洋水温的振动相比较,显示出它具有区域性特征。     

关于来流对槽道推进器流体动力性能影响的研究

作为主动操纵装置的船艏侧推器，其侧推效率受船速的影响会有很大的变化。为能有效地进行操纵控制，本文从理论和实验两方面人手，研究了艏侧推器受船速影响的流体动力性能，并在一定的速度范围内，获得了一种理论估算方法。