涡流发生器在民船减振上的应用研究
船舶轮机振动噪声控制综述
船舶轮机振动噪声控制综述引言船舶轮机振动噪声是船舶运行中的一个重要问题，对船员的生产和生活都会产生不良影响，同时也对环境造成噪音污染。
对船舶轮机振动噪声进行有效控制具有重要的意义。
本文将对船舶轮机振动噪声控制进行综述，包括振动与噪声的来源、影响、控制方法以及实际应用等方面进行探讨。
一、振动与噪声的来源船舶轮机振动和噪声的主要来源包括内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇以及其他运行中的附属设备等。
这些设备在运行时会产生不同频率和幅值的振动，并将其振动转化为噪声，影响船舶及其周围环境。
1. 内燃机造成的振动噪声内燃机在燃烧过程中产生很大的振动力和冲击力，并且在高速旋转的过程中会产生较大的机械噪声。
内燃机的振动也会通过机体传导到船体上，产生结构振动和噪声。
内燃机的振动噪声是船舶轮机振动噪声的主要来源之一。
2. 螺旋桨造成的振动噪声螺旋桨是船舶航行时的主要推进装置，其旋转产生的涡流和水流动产生的振动和噪声，是船舶轮机振动噪声的重要来源。
螺旋桨的设计、制造精度和运行状态都会影响其振动和噪声的产生。
二、振动与噪声的影响船舶轮机振动噪声对船员的工作和生活都会产生不良影响，同时也对船舶及其周围环境造成噪音污染。
其主要影响表现为：1. 对船员的健康影响船舶轮机振动噪声对船员的健康会产生不良影响，长期暴露在高强度、高频率的振动和噪声环境中，会引起船员的身体疲劳、神经系统紊乱、听力损害等健康问题。
2. 对船舶设备的影响船舶轮机振动噪声也会对船舶设备的正常运行产生影响，振动和噪声会使得设备的运行不稳定、寿命缩短、甚至引起设备的损坏。
3. 对环境的影响船舶在运行时产生的振动和噪声会对其周围的环境产生噪音污染，对海洋生物和其他船只造成干扰。
三、振动噪声的控制方法为了降低船舶轮机振动噪声对船员和环境的影响，有必要对其进行有效的控制。
控制船舶轮机振动噪声的方法主要包括振动噪声的源头控制、传导路径控制和环境控制。
1. 源头控制内燃机、螺旋桨、传动系统、液压系统、风扇等设备是船舶轮机振动噪声的主要来源，通过对这些设备的设计、制造、安装和维护等方面进行控制，可以有效减小其产生的振动和噪声。
涡流发生器
随着对21世纪的飞行器提出的一系列新的要求，对21世纪的空气动力学也提出了新的挑战。
未来的军用飞机将更突出低可探测性、高机动性、超声速巡航和短距起降等要求，对民用飞机则突出经济性更好、乘坐更舒适、环保性更突出等要求，而传统的飞行器外形很难满足新的要求，必须开拓全新的气动外形和飞行方式，建立新的气动数据库。
在开拓新飞行器外形和飞行方式的同时，还必将发展出许多新颖的空气动力技术。
例如通过主动流动控制技术，包括吸气、吹气、微振动、微涡流发生器、特定的表面粗糙度分布等，改善飞机的升阻特性和操稳特性，用智能材料和智能结构，让飞行器的主要气动面按飞行状态自适应地改变外形，使飞行器在不同的飞行状态都处于最佳外形，从而产生最佳的气动性能等。
本刊从这期起开启"空气动力之窗"栏目，将陆续刊登围绕21世纪空气动力学新概念和新技术的系列文章，欢迎大家投稿。
飞机在其飞行包线范围内，如果机体表面出现不利的气流分离，将带来许多不良后果，例如增加阻力、降低升力、导致提前失速和不对称失速等。
此外襟翼偏转后，襟翼表面上的气流过早分离会导致失速迎角减小，最大升力系数降低；操纵面上的气流分离可能导致操纵面效能降低、操纵杆振动；平尾上的气流分离可能导致飞机危险地自动上仰。
涡流发生器的主要作用就是用来有效地阻止以上各种气流的过早分离。
工作机理涡流发生器实际上是以某一安装角垂直地安装在机体表面上的小展弦比小机翼，所以它在迎面气流中和常规机翼一样能产生翼尖涡，但是由于其展弦比小，因此翼尖涡的强度相对较强。
这种高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在机体表面而不致分离。
这就是涡流发生器的基本工作原理。
早在上世纪60 年代，一些空气动力学研究人员对涡流发生器控制平板湍流边界层的流动机理进行了研究，同时通过对涡流发生器流动的湍流结构、流向涡发展的研究，提出了涡流发生器控制边界层，特别是控制湍流边界层分离的基本原理就是在于向边界层内注入新的涡流能量。
涡流发生器强化换热及流动控制研究及应用
YU Fankun，GENG Yue，ZHANG Jianxin
（School of Energy and Power Engineering，Nanjing Institute of Technology，Nanjing Jiangsu 211167，China）
Abstract：This paper introduces the classification of vortex generator，and some new applications in heat transfer and flow control in recent years，such as，the application of novel heat transfer technology in heat transfer equipment，and flow control to reduce the resistance of flow in dynamic machinery by vortex generator. However，the research of heat transfer and flow control by vortex generator is relatively isolated. This investigation studies the existing problems and development direction on heat transfer enhancement and flow control by vortex generator. Key words：vortex generator；heat transfer enhancement；flow control
本文介绍了涡流发生器的分类，及其近年来在 强化传热和流动控制等方面的新应用和新技术，主 要包括强化传热技术在工业换热设备中的应用，流 动控制减阻在动力机械中的应用。此外，还提出了
船舶噪声与振动控制
船舶噪声与振动控制船舶噪声与振动控制是船舶设计和运行中非常重要的方面。
船舶在海上航行时，会受到各种因素的影响，产生噪声和振动。
这些噪声和振动不仅对船舶的运行效率和安全性产生影响，还会对船员和乘客的舒适度产生影响。
因此，对船舶噪声与振动进行控制是非常必要的。
船舶噪声的来源船舶噪声的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备包括主机、辅机、发电机、泵等，这些设备在运行过程中会产生噪声。
噪声的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生噪声。
流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学噪声。
这种噪声主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学噪声的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶振动的来源船舶振动的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。
机械设备船舶的机械设备在运行过程中会产生振动。
振动的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。
此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生振动。
流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学振动。
这种振动主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。
流体动力学振动的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。
船舶噪声与振动的控制方法船舶噪声与振动的控制方法主要有以下几种：隔振降噪隔振降噪是通过隔离船舶机械设备和船体之间的振动传递，降低船舶噪声的方法。
常用的隔振降噪材料有橡胶隔振器、空气隔振器等。
吸声降噪吸声降噪是通过吸收船舶噪声的能量，降低噪声的方法。
常用的吸声材料有吸声泡沫、吸声板等。
隔声降噪隔声降噪是通过隔绝船舶噪声的传播路径，降低噪声的方法。
常用的隔声材料有隔声板、隔声窗等。
减振设计减振设计是通过优化船舶机械设备的设计，减少振动产生的方法。
船舶减少振动和噪音的对策研究
船舶减少振动和噪音的对策研究摘要：随着航运和船舶技术的不断发展，各类型船舶载重量、航速等日益提高，而噪音、振动对船员的影响，以及振动与噪音对船舶安全的影响，本文通过船体设计、施工、船舶装备技术能力、提升船员劳动权益保障，为船员在工作和休息时提供一种可接受的舒适度，以及更好地促进我国航运业的可持续发展具有重要意义。
关键词：船舶；振动；噪音；对策1.引言随着海上运输业和船舶技术的迅速发展,包括船舶在内的各类型船舶吨位载重量、航速等日益提高,同时航道特点导致船舶向宽大船型和大功率方向发展。
由于造船技术和船体的优化设计能力的不断提升,船用钢板以及相应构件相对变薄和变小,船舶重量减小,船舶结构刚度也有所下降,这些因素叠加在一起致使船体振动加剧,进而造成船舶噪声也随之增加。
针对船舶振动和噪声污染管理和控制也趋于严格,国际海事组织及中国政府出台了一系列监督与管理规定,包括第MSC337(91)号决议通过的《船上噪声登记规则》、《ISO-6954/2000》、《1974年国际海上人命安全公约》、《环境保护法》、《环境噪声污染防治法》和《防治船舶污染水域环境管理规定》及其实施细则。
为此急需对船舶进行减振设计和处理,减少振动与噪声对船舶安全和营运人员的健康影响,进而提升船舶安全与船舶使用寿命。
2.船舶噪音、振动来源船舶噪声分为空气噪声和结构噪声两部分。
船舶产生噪音和振动的源头包括主机、辅机、风机、泵、空压机、锅炉、燃油装置、加油站、推进装置、冷藏装置、操舵装置通风和空调机等通向这些处所的围壁通道,基本上集中布置在机舱区域。
3.船舶减振措施3.1船体减振措施及降噪尽管船舶由钢材制成,但由于船舶尺度较长,船舶在船长方向上有一定弹性,具有弹性体属性,较小的激励幅值也会导致船舶变形,并使船舶在共振区引起较大的响应。
航行于的船舶通常采用较高转速的主机,其在正常工况下发生低速共振的可能性较低。
但为了船舶整体的节能增效,船舶现多采用减速齿轮箱来降低尾轴转速,同时增加大螺旋桨直径。
涡流发生器应用发展进展
涡流发生器应用发展进展黄红波;陆芳【摘要】This paper presents the basic concept of votex generator and its application in aviation, fluid mechanic, metallurgic industry and chemical engineering field.What’s more ,the application of vortex generator in transportation is mainly introduced.The vortex generator changes the flowing around propeller,which can rapidly reduce the pressure fluctuation and vibration of the ship.%介绍了涡流发生器原理、种类、用途以及涡流发生器较成熟地应用于航空、流体机械、冶金、化工等领域,并取得巨大成绩.重点介绍拓展涡流发生器新功能,成功应用于船舶交通领域,通过改变船舶尾部流场,能大幅度减低船舶螺旋桨空泡诱导的脉动压力,从而有效降低船舶尾部振动水平.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)003【总页数】5页(P611-614,618)【关键词】涡流发生器;流体分离;脉动压力【作者】黄红波;陆芳【作者单位】中船重工集团第七0二研究所无锡214082;中船重工集团第七0二研究所无锡214082【正文语种】中文【中图分类】U671.99涡流发生器（vortex generator）自1947年首次被美国联合飞机公司的Bmynes 和Tayler提出，到目前已广泛应用于航空、流体机械、冶金化工、汽车、船舶等领域.涡流发生器实际上是以某一安装角垂直地安装在机体表面上的小展弦比小机翼，所以它在迎面气流中和常规机翼一样能产生翼尖涡，由于其展弦比较小，翼尖涡的强度相对较强.这种高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在机体表面而不致分离.1 涡流发生器应用分类1.1 涡流发生器尺寸大小分类涡流发生器按大小分三类，即普通涡流发生器（VG）、亚附面层涡流发生器（SBVG）和微型涡流发生器（MVG）.普通涡流发生器初期多布置于飞机外翼段，也有布置于机翼根部和机翼中部，由于其外形尺寸较大，其高度与当地附面层的厚度相当甚至略大，对附面层分离的控制效果较好，但带来的附加阻力也相应增加，特别是在非工作状态，即附面层不分离情况下，产生较大的额外附加形状阻力，正是由于此原因，普通涡流发生器应用较大局限性，逐渐淡出人们的视野.亚附面层涡流发生器和微型涡流发生器主要是指其高度是当地附面层厚度的1／10～1／2，大量试验结果表明，亚附面层或微型涡流发生器延迟附面层的分离效果与普通涡流发生器效果相当，而附加阻力仅是普通VG的1／10.特别是MVG在许多增升装置中成功应用，如美国NASA Langley研究中心的J.C.Lin［1］等研究的微型涡流发生器应用在三段翼型的襟翼上，在相同的迎角下，分别把升力系数和升阻比提高10%和80%.1.2 涡流发生器应用形式分类根据涡流发生器控制附面层分离情况，可以分为被动型和主动型.目前应用最为广泛的是固体式的被动型涡流发生器.此类涡流发生器安装在特定位置，针对特定工况下，可以很好的延缓湍流附面层的分离，起增升降阻作用，但当不存在流动分离的情况下，被动式涡流发生器会增加形阻.主动式涡流发生器是指涡流射管（vortex generator jet），在易产生流动分离区域前方一定距离处，安装特定管径、特定偏航角度（与主流方向间夹角）、特定俯仰角度、特定射流速度（与主流速度比值）的射管，根据运行工况，可以调节涡流射管射流速度，达到合理利用涡流发生器控制流动分离的目的.2 被动式涡流发生器应用2.1 被动式涡流发生器在增升降阻中的应用早在20世纪60年代，Schubauer，Lachmann，Pearcey［2］对涡流发生器控制平板湍流附面层的流动机理进行了研究，研究了涡流发生器流动的湍流结构、流向涡的发展等.进入20世纪90年代，涡流发生器应用于飞机部件流动控制的研究进入高潮，Klausmeyer［3］，J.C.Lin，Wheeler，Broadley［4］，Fulsang Ashill［5］等对用于翼型和机翼湍流附面层控制的涡流发生器原理作了大量试验研究工作.国内对涡流发生也进行了大量研究，如段卓毅［6］等简要回顾了涡流发生器在飞机增升装置中的应用.倪亚琴［7］研究涡流发生器及其对边界层的影响.阎文成［8］对涡流发生器进行系统性研究总结，并针对一超临界翼形，在西北工业大学国防重点试验室NF－3低速风洞试验室中进行了超临界翼型的转捩特性，压力分布特性及气动力特性等.涡流发生器，关键因素之一是其高度与当地附面层厚度之间的关系.因为湍流边界层速度特性如图1所示，边界层厚度0.2δ以下，是粘性作用的主要区域，速度从零增长到外流速度的75%左右，在粘性和逆压梯度双重作用下，导致边界层在该区域发生分离，可见，只要该区域的流动速度得到提高，边界层抵抗分离的能力就增加，因此涡流发生器控制流动分离的机理是：涡流发生器产生的涡流应尽可能地注入到边界层厚度0.2δ（δ为边界层厚度）以下，靠近物面边界层的底部.图1 湍流边界层速度剖面2.2 被动式涡流发生器在加速热交换中的应用涡流发生器由于其能加速后方湍流附面层内流体的流动速度，使边界层厚度变薄，从而减小热阻，起到强化热交换的目的，因此逐步应用于冶金、化工、石化、能源等领域进行强化换热，提升热能利用.如周国兵［9］，郑慧凡［10］等进行了涡流发生器对强化换热的试验.结果表明，涡流发生器能明显改善换热效果，而且影响换热效果关键因素为迎流夹角及排列方式等.2.3 被动式涡流发生器在船舶领域的应用涡流发生器由于其能延缓流体分离，加速附面层内流体的流体速度，因此，近年来船舶工作者将其引入，收到意想不到的效果.Lee Pyungkuk［11］等人利用CFD计算技术，探讨了三角形涡流发生器对低速船舶尾流场的影响.他们在划分网格时，在涡流发生器附近进行加密处理后，共计算了涡流发生器在船舶不同纵向位置、不同高度（横向位置）、不同迎流夹角等螺旋桨处流场特性，即计算涡流发生器后流线，轴向伴流分数以及速度分布云图，计算结果表明，安装合适的涡流发生器后轴向速度可增加10%左右，如图2，图3.图2 螺旋桨0.7R处伴流曲线图3 涡流发生器在不同纵向位置速度分布2008年，中船重工702研究所陆芳、黄红波［12］等人遇到某大湖型船螺旋桨存在严重的桨船连体涡空泡，试验中螺旋桨空泡诱导脉动压力极为剧烈，超出此类船舶脉动压力可接受范围，为了解决脉动压力引起船舶振动问题，重新设计多个螺旋桨（增大侧斜，改变纵倾，叶梢部御载等）均未解决螺旋桨连体涡空泡，随后利用CFD的计算分析发现，该船尾有严重的流动分离现象，如图4a）所示，通过在船体尾部合适位置安装优化的涡流发生器后，船尾流动分量消失，如图4b）所示，随后在船模尾部合适位置安装合适涡流发生器，在大型循环水槽进行了原桨空泡脉动压力试验，在涡流发生器条件下，螺旋桨连体涡空泡完全消除，并大幅度降低螺旋桨激振力大小，如图5所示.渤海重工建造实船按此方案安装涡流发生器后，大幅度降低船舶振动，受到船东，船厂多方高底赞扬.这是涡流发生器首次在国内船舶减振上成功应用.图4 大湖型船涡流发生器安装前后船尾流动比较图5 涡流发生器对脉动压力影响2010年，某多用途船［13］在实船首次试航时，实航航速满足要求，但其船尾部振动剧烈，各舱室、房间及办公场所振动、噪声几乎全超标，无法顺利交船.分析此船轴向伴流场发现，此船伴流场分布形式与2008年大湖型船伴流场极为相似，因此考虑使用涡流发生器作为该多用途船减振手段，在大型循环水槽进行了涡流发生器优化试验方案研究，试验结果表明：合适的涡流发生器能大幅度降低螺旋桨空泡诱导脉动压力大小，如图6所示.图6 涡流发生器安装前后脉动压力实船预报结果对比实船按模型试验优化方案安装涡流发生器后进行了第二次实船试航，实船航速几乎无变化（两次航速变化在0.2%以内），但船尾部分测点（主机房、主甲板、二层甲板、三层、四层甲板的房间以及办公场所、驾驶室以及雷达桅杆处甲板等）处振动明显减小，如图7所示.实船二次试航结束半月后，船厂圆满完成了交船任务. 图7 涡流发生器安装前后振动测量结果比较3 主动式涡流发生器应用主动式涡流发生器（vortex generator jet）可以实现主动流动控制，在不同运行工况均能工作，并取得较好效果.特别是在流体机械领域，叶轮和扩压器内流动分离失速直接关系到压缩机的运行安全，人们在对流体机械内流动机理进行研究的同时，逐渐将目光转到对流体机械内部流动控制方面的研究上.在过去用于流动分离控制的技术设备中，最成功的策略是向将要发生分离的边界层内吹入高动量的流体，以抑制流动分离的发生，提高压缩机性能.与固体涡流发生器相比涡流喷管具有实现主动流动控制的潜力.主动的直接作用于湍流的微细涡流控制方法，可以随着流动状态的变化适时地加以调整，是一种非常灵活的控制策略.通过调节阀门，控制诱发涡的强度，在适当的流动条件下，当分离失速控制不需要实施时，只要关闭喷射管就可以了，采用涡流喷管不会象固体涡流发生器那样产生阻力损失.涡流喷管的性能主要包括以下参数：安装位置、管径、射流管与流动方向所形成的前向倾斜角、射流管与壁面所形成的侧向倾斜角、射流速度与主流速度之比，如果布置多个射管，还需要考虑涡流射管的个数与间隔，常见涡流发生器配置如图8所示.图8 涡流发生器配置示意涡流射管技术最初于1952年被Wallis作为一种主动的控制方法引入，主要用于推迟湍流边界层激波分离的目的.2003年，Rixon［14］和Johari在水筒中利用粒子成像技术对涡流发生器控制边界层的效果进行实验测量，实验得到主流涡的流通环量、峰值强度及在壁面法线上的位置与喷射速度成线性关系，旋涡的位置、强度和影响范围与向射流的前向偏斜角、速度比有着密切关系，在了一个最优位置和尺寸参数使得流动分离控制效果达到最佳状态.郭婷婷［15］等人研究了射入均匀横流中单股湍动射流对流场的影响，认为倾斜角度和速度比对流场影响很大，射流对主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主流平行的区域中.孙得川［16］等人对平板单股射流干扰流场和喷管扩张段二次射流干扰流场进行了数值研究，数值结果显示射流／主流总压比的升高使射流穿透深度增加，分离点远离射流处，并且射流与主流的夹角、射流宽度对干扰流场的主要特征有一定影响.Linu［17］和Nishi等人采用雷诺平均N－S方程结合紊流模型对4种类型的扩压器在带有和不带有涡流发生成器时内部流动进行了数值分析.数值结果考察了速度比、涡流发生成器配置数目、位置、孔径等参数对扩压器性能的影响以及纵向涡、二次涡在扩压器内的生成、发展和衰减过程.在一定的速度比范围内，压力恢复系数随射流速度比增大而增大.随着流动向下游发展，诱发涡的强度迅速衰减（非线性的），涡的尺寸（流动影响区域）增大.关于涡流发生器流动控制的研究，大多数都提示了其在流动控制领域的应用价值和巨大潜力.通过对涡的生成、迁移和耗散过程及其对边界层内部流场的研究，为进一步提高其控制性能打下坚实的基础.美国、日本等发达国家在涡流发生器机理及其在湍流边界层分离控制中的应用等方面进行了卓有成效的研究.目前我国关于涡流发生器的研究处于发展阶段，对于涡流发生器在叶轮机械中的应用，特别是在抑制叶轮机械内流动分离、扩大稳定工况范围等方面还没有进行实际有效的研究，还有许多问题有待解决.4 结论1）船舶振动噪声问题日益增多，绿色环保船舶是未来发展趋势，涡流发生器是解决船舶尾部振动最为简便有效措施之一，值得深层次分析研究，拓展其应用广度. 2）涡流射管作为一种主动控制手段，可广泛应用多个行业领域，但其控制参数众多且相互影响，需要归纳主要控制参数影响规律，扩大其在工程应用可靠性.3）涡流发生器涡生成机理，涡运行过程，是认识涡流发生器功效最根本原因，需理论分析并试验验证.参考文献［1］Lin J C.Control of turbulent boundary－layer separation using micro－vortex generators［R］.AIAA paper NO.99－3404，1999.［2］Peake D J，Henry F S，Pearcy H H.Viscous flow control with air－jetvortex generators［R］.AIAA paper NO.99－3175，1999.［3］Klausmeyer S M，Papadakis M，Lin J C.A flow physics study of vortex generators on a multi－element airfoil［R］.AIAA Paper NO.96－0548，1996.［4］Broadley I，Garry K P.Effectiveness of vortex generator position and orientation on highly swept wings［R］.AIAA paper NO.97－2319，1997. ［5］Ashill P R，Fulker J L，Hackett K C.Research at dera on sub boundary layer vortex generators（SBVGS）［R］.AIAA paper No.2001－0887，2001. ［6］段卓毅，陈迎春，赵克良，曹旭.微型涡流发生器在飞机增升装置中的应用［J］.国际航空，2004（3）：58－59.［7］倪亚琴.涡流发生器研制及其对边界层的影响研究［J］.空气动力学学报，1995（1）：110－116.［8］阎文成.超临界翼型附面层分离及控制方案研究［D］.西安：西北工业大学工程力学系，2004.［9］周国兵，张于锋，齐承英.几种翼型涡流发生器强化换热及流组性能的实验研究［J］.天津大学学报，2003，36（6）：735－738.［10］郑慧凡，高平安.新型强化换热方法的换热性能的研究［J］.四川化工与腐蚀，2003，6（4）：52－55.［11］Lee Pyungkuk，JeongYoungjun，Byun Taeyoung.A study on the stern flow affected by vortex generator for low speed vessel［C］／／Proceedings of 3rd PAAMES and AMEC，2008：63－68.［12］Lu Fang，Huang Hongbo.Cavitation observation and pressure fluctuation measurements for model propellers of××D WT bulk carrier ［R］.无锡：702所科技报告，2008.［13］黄红波，陆芳.涡流发生器在民船减振上的应用研究［R］.无锡：702所科技报告，2010.［14］Rixon G S，Johari H.Development of a steady vortex generator jet in a turbulent boundary layer［J］.Transaction of the ASME，2003，125：1006－1015.［15］郭婷婷，徐忠，李少华.2种角度横向紊动射流的实验分析［J］.西安交通大学学报，2003，37（11）：1 207－1 210.［16］孙得川，蔡体敏.超声速流动中横向射流场的影响参数［J］.推进技术，2001，22（2）：147－150.［17］Liu X M，Nishi M.Time－averaged flow in a conical diffuser with vortex generator jets［C］／／The Fourth Internation Conference on Pumps and Fans.Beijing（Invited Paper），2002.。
涡流、电磁阻尼、电磁驱动
电磁阻尼的应用
磁悬浮列车：利用电磁阻尼原理实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向。
电梯：利用电磁阻尼系统实现电梯的平稳启动和停止提高乘坐舒适性。
电机：在电机设计中电磁阻尼技术可以用来抑制转子的振动提高电机的稳定性和可靠 性。 磁力矩器：利用电磁阻尼原理实现精确控制和调节力矩广泛应用于各种机械和电气设 备中。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼是利 用磁场对电流 的阻力作用来 减缓物体的运
动速度。
ห้องสมุดไป่ตู้
当导体在磁场 中运动时导体 中的电流会产 生磁场这个磁 场与原磁场相 互作用产生一 个阻力使导体
减速。
电磁阻尼的大 小取决于导体 的运动速度、 导体的材料、 导体的长度和 磁场的强度等
因素。
电磁阻尼在日 常生活中的应 用非常广泛如 磁悬浮列车、 电动自行车等。
添加标题
添加标题
涡流的大小与磁场强度、导体运动 速度和导体的形状有关
涡流的应用包括电磁炉、电磁吸盘、 磁力悬浮等
涡流的产生原理
变化的磁场在 导体中产生感
应电流
导体中的感应 电流形成闭合
回路
感应电流与原 磁场相互作用 产生涡旋状的
电动势
涡旋状的电动 势在导体中产
生涡流
涡流的应用
涡流检测：利用涡流检测技术对金属材料进行无损检测 涡流热成像：通过涡流检测设备的热成像功能对材料进行温度检测和热流分析 涡流清洗：利用涡流产生的振动和冲击力清洗管道、容器等设备 涡流发生器：在船舶、飞机等交通工具中利用涡流发生器产生涡流提高推进效率
应用场景的比较
涡流：在电机、 变压器、发电机 等电气设备中涡 流的应用场景主 要涉及能量的转
换和传输。
电磁阻尼：在各 种电磁感应装置 中如磁悬浮列车、 电磁炉等电磁阻 尼的应用场景主 要涉及能量的吸
涡激振动抑制装置海上试验研究
涡激振动抑制装置海上试验研究贾旭;矫滨田;朱伟亮【摘要】采用涡激振动抑制装置是降低深水立管涡激振动响应,保证立管安全运行的有效措施之一.根据涡激振动抑制装置特点和深水海洋环境条件,提出了深水立管涡激振动抑制装置海上试验方案、样管尺寸、试验船舶机具及布置,并通过数值分析确定了拖曳速度、悬挂重物重量、拖曳钢缆等试验参数,对立管长度、外径及壁厚进行了校核.深水立管涡激振动抑制装置海上试验在我国东海海域已顺利实施,取得了满意的试验结果,抑制装置的抑制效率最高达到了89.1％.%VIV (vortex induced vibration) suppression devices is one of the effective methods to reduce the risers' VIV response in deep water, and to ensure safe operation. An offshore test was setup according to the features of suppression device and deep water environmental conditions. The parameters, such as towing speed, suspended weight at the bottom of risers and towing cables' diameter, were estimated according to numerical simulation in advance. The risers' length, diameter and wall thickness were validated too. The VIV suppression devices test had been successfully accomplished on China East Sea and the results show that the device could reduce the vibration amplitude of the riser up to 89. 1%.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2012(024)005【总页数】4页(P50-53)【关键词】深水立管;涡激振动;抑制装置;海上试验【作者】贾旭;矫滨田;朱伟亮【作者单位】中海油研究总院;中海油研究总院;中海油研究总院【正文语种】中文随着海洋油气开发向深海领域的发展，传统的浅海油气开发使用的固定式平台已被适用于深海恶劣的海洋环境及水深的水下井口、浮式结构物、深水立管系统所取代。
船舶振动及其管理方面的探讨
船舶振动及其管理方面的探讨船舶振动是指船舶在航行或停泊时由于外部环境、船舶自身结构等因素而引起的振动现象。
振动不仅会对船舶本身造成影响，还可能对船载货物、设备以及船员的健康造成影响。
船舶振动管理显得尤为重要。
一、船舶振动的影响因素1.1 外部环境因素：海浪、风浪、水流等海洋环境因素是引起船舶振动的主要原因之一。
海浪和风浪对船舶的作用会产生不同程度的摇晃和震动，尤其是在恶劣海况下，振动更为严重。
1.2 船舶自身结构因素：船体结构、船体材料、船体设计等方面也会对船舶振动产生影响。
如果船体结构强度不足、设计不合理，船舶在航行中就容易产生振动。
1.3 船载货物及设备的影响：船载货物的重量和分布，船上设备的安装位置和状态，都会对船舶振动产生影响。
货物的重心不稳、设备的故障等都可能导致船舶振动加剧。
二、船舶振动管理的重要性2.1 对船体结构的影响：船舶振动会对船体结构产生磨损和疲劳，长期振动会导致船体结构的损坏甚至沉没。
2.2 对船载货物及设备的影响：船舶振动会对船载货物造成损坏，对设备造成故障，严重影响船舶的正常运行和货物运输。
2.3 对船员健康的影响：长期处于船舶振动环境中的船员，可能会因为持续的震动对身体产生损害，甚至引发患病。
2.4 对航行安全的影响：船舶振动会影响船舶的操纵性能，一旦振动过大，可能导致船舶失控，进而危及航行安全。
3.1 优化船舶设计：在船舶设计阶段，应充分考虑船舶振动问题，合理设计船体结构、布置货物及设备，以减轻振动带来的影响。
3.2 加强船舶维护：定期对船舶进行检修和维护，保证船体结构和设备的完好，及时排除振动源，降低振动幅度。
3.3 采用振动减震技术：通过安装减震装置、设计减震系统等技术手段，对船舶振动进行控制和减缓。
3.4 加强人员培训：提高船员对船舶振动管理的认识和技能，增强应对振动问题的能力。
3.5 强化监测与控制：建立船舶振动监测系统，及时发现和控制振动问题，以保障航行安全和船舶设备完整。
基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究
基于涡流发生器的流动控制与降噪技术研究潜艇在水下高速航行时,水动力噪声成为主要噪声源,极大的破坏了潜艇的
声隐身性能,涡流发生器是空气动力学中较为常见的流动控制装置,本文提出了
基于涡流发生器控制指挥台围壳的不稳定流动,降低其水动力噪声的方法,从流
动控制角度为降低潜艇水动力噪声提供了新的思路。
本文以SUBOFF标准潜艇的指挥台围壳-艇身模型为研究对象,通过大涡模拟(LES)求解流场信息,利用声类
比及有限元与无限元结合的方法求解流激噪声,分析围壳与艇身结合处产生的马蹄涡激励围壳产生的流激噪声特性,采用在围壳前缘与艇身结合处施加机械式涡流发生器的方法,减弱马蹄涡的强度,降低因马蹄涡产生的流激噪声。
分析围壳表面边界层分离与尾涡脱落产生的流激噪声特性,采用在围壳转捩区施加微型涡流发生器的方法,控制边界层分离,降低因边界层分离与尾涡脱落产生的流激噪声,分析了机械式涡流发生器与微型涡流发生器的流动与噪声控制机理。
通过改变机械式涡流发生器的形状,与来流方向夹角,距围壳前缘距离;改变微型涡流发生器的攻角,入射角、高度,确定了降噪效果最佳的两类涡流发生器几何参数。
在此基础上,通过开展试验验证,在重力式水洞中利用混响法与湍流脉动压
力测量法测量了添加机械式涡流发生器模型的水动力噪声,进一步评价了机械式涡流发生器的降噪能力,验证了数值计算方法的准确性。
本文的研究结果为潜艇水动力噪声的治理提供了相关参考,为高航速条件下的潜艇减振降噪奠定了基础。
涡流发生器涡激振动抑制研究
（ ｌ ｇ ｆＬｏ ｉｔｃ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｓ ａ ｇ ａ ｒｔｍｅＵｎｖ ｒｉｙ， ｈ ｎ ｈａ ０ ３ ６， ｈ ｎ Ｃｏｉ ｅｏ ｇｓｉｓＥｎ ｉｅ ｒｎ ｅ ｈ ｎ ｈ ｉＭａ ｉｉ ｉｅ ｓｔ Ｓ ａ ｇ ｉ２ １ ０ Ｃ ｉａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｂ ｎ ｌｚｎ ｈ ｏ ｔｘ ｉ ｄ ｃ ｄｖｂ ａ ｉｎ （ Ｖ）ｓ ｐ ｒ ｓ ｉｎ ｅｆ ｃ ｆ ｎ ｕ ｎ ｌ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｓｒ ｃ ｙ ａ ａｙ ｉ ｇｔ ｅｖ ｒｅ — ｕ ｅ ｉｒ ｔｏ ＶＩ ｎ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｆｅ ｔ ｄｔ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｏ ｗｉ ｅ ｏ ｒｅ ｅ ｅ ａｏ ｓ（ ｎＶｏ ｔｘ Ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ＶＧｓ ，ｈ ｐ ｉ ｌ ｅ ｍｅ ｒｃｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ｆ ） ｔ ｅｏ ｔ ｍａ ｏ ｔｉ ａ ａ ｔｒ ｇ ｏ ＶＧｓａ ｅｆ ｓ ｅｅ ｍｉｅ ． ｅ ｔ ｅＶＩ ｒ ｉ ｔｄ ｔｒ ｎ ｄ Ｔｈ ｎ，ｈ Ｖ ｒ
ｓ ｐ ｒ ｓ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｉ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ． ｉ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ＶＧｓ ｒ ｔ ｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｈ ｌ ａ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｃ ａ ｉｍ Ｓ ｉ ｖ ｓ ｉ ｔ ｄ Ｆ ｎ ｌ ｇ ｙ， ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｓ ， ａ ｈ ｒ ｔａ ｈ ｅｉ ｌ ｃ ｓ ｒ ｋ ｓ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓ ｒ ｎ ｅ Ｖ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｎ ｔ ｒ ｆ ｄ ａ ｏ ｆｉ ｉ ｎ ． ｕ ｔ ｅ ｌｂ ｒ ｔ ｄ ｆｏ ｈ ｔ ｒ ｔａ ｅ ， ｏ ｓ ｓ ｔｏ ｇ ｒ ＶＩ ｓ ｐ ｒ ｓ ｉ ｎ ｉ ｅ ｍｓ ｏ ｒ ｇ ｃ ｅ ｆ ｅ ｔ Ｆ ｒ ｈ ｒ ｅ ａ ｏ ａ ｅ ｒ ｍ ｏ ｗｉｅ ｃ
激振动抑制优 势． 热线风速仪 的测量结果 表明 ： 光滑 圆管及 涡流发 生器 圆管 尾流展 向尾流速 度相关 系数不 受雷 诺数及 涡流发生器 的影响． 涡流发生器 主要是 通过 影响边界层 的分离进 而影 响涡街脱 落点来抑 制涡激 振动 ， 对
涡流发生器在流体机械流动控制中应用研究进展
安 装位 置 、 管径 、 射流 管与 流动 方 向所形成 的前 向 倾斜 角 、 流管 与壁面 所形 成 的侧 向倾 斜 角 、 射 射
１ 前 言
动条 件下 ， 当分 离失 速控 制不 需要 实施 时 ， 只要关 闭喷射 管 就可 以 了 ， 采用 涡流 发 生 器 不会 象 固体 涡流发 生 器那样 产生 附加 的阻力损 失 … 。
从 实验 和数 值模 拟两 个方 面介 绍 了对涡 流发 生 器 流动控 制机 理 的研 究 ， 括 了涡 流发 生 器 在 概
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２０ ０ ７年第 ３ ５卷第 ３期
文章编号 ： １０ －－３９ ２ ０ ） ３ ０ ３ ８ ０ ５ － ２ （０ ７ ０ —０ ３—０ －０
流
体
机
械
３ ３
涡流发生器在流体机械 流动控制 中应 用研究进展
刘小 民 ，党 群， 张 炜 ，席 光
维普资讯
３ ４
ＦＬＵＩ ＭＡＣＨＩ Ｄ ＮＥＲＹ
Ｖｏ． ５， ． ２ ０ １ ３ Ｎｏ ３， ０ ７
流速度 与 主流速 度之 比 ， 如果 布置 多个 ， 还需 要
在 流体机 械 领 域 ， 轮 和 扩压 器 内流 动 分 离 叶 失速 直接 关系 到压 缩机 的运 行安 全 。人们 在对 流 体机 械 内流动 机 理 进行 研 究 的 同时 ， 逐 渐 将 目 也
光转 到对 流体 机 械 内部 流 动控 制 方 面 的 研究 上 。
抑 制湍 流边界 层 流 动 分 离 、 善 流体 机 械 性 能 中 改 的应 用及 其发 展 前 景 ， 后 提 出 了 涡流 发 生 器 流 最
基于涡流发生器技术的新式防沙闸阀分析与研究
N门2020年第4期文章编号：1002-5855 (2020) 04~0006-06基于涡流发生器技术的新式防沙闸阀分析与研究曲胜\殷宇2(1.海军驻沈阳地区第四军事代表室，辽宁沈阳11〇168;2•渤海造船厂集团有限公司，辽宁葫芦岛125000)摘要提出了 5种可用于新式防沙闸阀的涡流发生器，并在考虑流速和含沙量情况下，对比了 5种形式的涡流发生器的防沙效果，对涡流发生器的安装位置进行讨论，希望对实际生产提供参 考。
关键词涡流发生器；防沙闸阀；数值模拟中图分类号:TH134 文献标志码：AAnalysis and Research of New Type Sand Control GateValve Based on Vortex GeneratorsQU Sheng' ,YIN Yu2(1. No. 4 Military Representative Office of the Navy in Shenyang,Shenyang 110168,China；2. Bohai Shipyard Group C o.，Ltd,Huludao 125000,China)Abstract ：Five kinds o f vortex generators which can be used in the new type o f sand proof valve are put forw ard, and the effect o f five kinds o f vortex generators for sand proof gate valve is compared in consideration o f flow rate and sediment content, and the arrangement mode o f vortex generators is discu ssed, hoping to provide reference for the actual production.Key words：vortex generators；sand control gate v a lv e；numerical simulationi概述闸阀作为隔离类阀门中最常见的阀门类型之 一，广泛应用于食品、卫生、医药等专业管道系统[1]。
涡流发生器在飞机上的应用
涡流发生器在飞机上的应用
涡流发生器在飞机上主要用于增加机翼表面的气流量，从而提高机翼的升力和抗风能力。
具体应用如下：
1. 增加升力：涡流发生器能够在机翼表面形成一条强气流，从而将低速流线向上抬升，增加机翼的升力，提高飞机的起降性能和爬升能力。
2. 提高飞行稳定性：涡流发生器可使机翼表面的流线更为稳定，减少翼面失速和颠簸，从而提高飞行稳定性和安全性。
3. 改善低速飞行能力：涡流发生器在低速飞行时能够有效改善机翼表面的气流状态，提高飞机的操控性和低速飞行能力。
4. 提高防氧能力：涡流发生器能够有效抑制发动机排放气体对机翼的侵蚀，提高防氧能力和寿命。
总之，涡流发生器在飞机上的应用是非常广泛的，可以大幅提高机翼的性能和飞行安全性。
涡流发生器工作原理
涡流发生器工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠涡流发生器的工作原理。
你说这涡流发生器啊，就好像是一个神奇的小助手。
想象一下，空气就像一群调皮的孩子，到处乱跑乱撞。
而涡流发生器呢，就是那个能把这些“小调皮”管理得服服帖帖的角色。
它是怎么做到的呢？简单来说，就是通过一些巧妙的设计，让空气流动变得不一样。
就好比我们走路，有时候直直地走，有时候会绕个弯。
涡流发生器就让空气也这样，该拐弯的时候就拐弯，该加速的时候就加速。
你看啊，它就像是一个小小的魔术道具。
在飞机翅膀上啦，或者一些其他需要控制气流的地方，它就开始发挥作用啦。
它能制造出一些小小的涡流，这些涡流可别小看它们，它们能起到大作用呢！比如说，能增加升力呀。
就好像给飞机加了一把劲，让它能更容易地飞起来。
这多厉害呀！而且还能改善气流的稳定性，让飞行变得更平稳。
这就好像给气流铺了一条平坦的大道，让它们乖乖地顺着走。
涡流发生器的结构其实也不复杂，就是那么几个小部件，但组合起来可就神奇了。
它就像我们生活中的一些小工具，看起来不起眼，但是用对了地方，那效果可真是让人惊叹。
再想想，如果没有涡流发生器，那飞机飞行的时候会不会摇摇晃晃的呀？气流会不会到处乱冲乱撞呀？那可多危险呀！所以说呀，涡流发生器虽然小，但是它的作用可真是大大的。
我们的生活中不也有很多这样的例子吗？一些小小的东西，却能发挥出意想不到的大作用。
就像一颗小小的螺丝钉，虽然不起眼，但要是没有它，整个机器可能都没法正常运转。
涡流发生器就是这样一个默默奉献的小英雄，在我们不注意的地方，悄悄地为我们的安全和便利付出努力。
它让空气变得听话，让飞行变得更美好。
总之呢，涡流发生器真的是个很神奇的东西，它的工作原理虽然不复杂，但是却能给我们带来这么多的好处。
我们真该好好感谢这个小小的发明呀！。
船舶减震仪的工作原理
船舶减震仪的工作原理船舶减震仪是一种用于减轻船舶在海上行驶中受到的震动和冲击的设备。
其主要工作原理是通过悬挂在船体上的减震系统来吸收和遏制来自海浪、风浪和船体自身运动所产生的震动力量。
下面将详细阐述船舶减震仪的工作原理。
首先，船舶减震仪的工作原理可以分为减震和抑制器两个方面。
减震器是指通过弹簧、减振垫、液压和气压等装置来减少船舶震动的设备，而抑制器是指通过智能控制系统来抑制船体震动的设备。
这两个方面共同协作，以达到最佳的减震效果。
其次，船舶减震仪的减震器系统主要通过悬挂系统和减振垫来实现。
悬挂系统通常采用弹簧和减振垫等装置，用于将船舶与海洋环境隔离，减少船舶与液体或固体表面的接触。
弹簧的作用是通过弹性变形吸收和分散震动能量，从而减少冲击力的传递。
减振垫则通过具有高度吸震性能的材料，如橡胶或聚合物等，来吸收震动能量。
在抑制器方面，船舶减震仪通常采用智能控制系统来实时监测船体的姿态和运动情况，并根据这些数据来进行减震控制。
这些数据可以通过倾斜传感器、加速度传感器和角速度传感器等来获取。
智能控制系统会根据这些传感器所获取的数据，对减震器系统进行实时调节和控制，从而减少船体的震动和晃动。
此外，在船舶减震仪的工作原理中，还涉及到其他因素的考虑。
例如，船舶的设计和结构对减震效果有着重要的影响。
具有良好减震效果的船体设计能够减少冲击和振动的传递，提高船舶的稳定性和舒适性。
此外，船舶减震仪还需要考虑到各种海况下的工作性能，如不同波浪高度、风速、航速和船体载荷等的变化。
总之，船舶减震仪的工作原理是通过减震器系统和智能控制系统的协作，实现对船体震动和晃动的控制和减少。
悬挂系统和减振垫通过吸收和分散震动能量来减少冲击力的传递，而智能控制系统则根据船体姿态和运动情况，对减震器系统进行实时调节和控制。
这样可以提高船舶的稳定性、安全性和舒适性。
船舶减振器介绍
常见的橡胶金属减振器
• 1.AKCC型船舶橡胶金属减振器 • 减振器以结构简单、使用（包括在极端条件下）极其可靠、隔振能力强、安 装方便等著称。该型减振器主要用于船舶机械及设备的抗冲击及减振中，并 能在-5〜70℃范围内，在滑油、淡水和海水溅落情况下也能可靠工作。
橡胶金属减振器
• 2.Kleber型船舶橡胶金属减振器 • 由法国Kleber-Colombes公司生产的船舶主机减振器，内部装有一种内置式弹性限 位器（限制极限变形量）。该减振器覆盖的载荷范围很宽，固有频率约为5Hz〜 5.5Hz。
气动减振器
膜片式气动减振器
•膜式气动减振器的构造是在金属外筒与内筒，或缸筒与活塞之间放置橡皮 膜，通过膜的变化实现整体伸缩。在外筒的内壁与外筒的外壁上预先给出适 当的倾斜或曲面，据此橡皮膜伸缩时可沿该壁面发生变形，受压面积随变形 而变化，这就获得在标准高度下很软，而在大位移时变硬的特性，即合适的 非线性弹簧特性。膜式气动减振器又分为约束膜式和自由膜式。
橡胶金属减振器的工作原理及物理特性
• 橡胶金属减振器种类繁多，与金属弹簧相比具有以下特征： • (1)橡胶金属减振器中硫化橡胶的弹性范围非常大，弹性模量较 金属材料下降许多。 • 硫化橡胶的伸长率可以达到500%以上，其剪切弹性模量为 0.5MPa～3.0MPa(钢的弹性模量约为80GPa)。 • (2)硫化橡胶形状选择较为自由，可在相当宽的频带范围内对减 振器各方向的弹性系数加以调整，并可获得弯曲、扭曲、翘曲 的弹簧作用。 • (3)硫化橡胶的损耗特性远大于金属材料，其材料的振动衰减性 较好，可减小系统共振频带。
气动减振器
(a)圆形气囊（PKO)减振器 （b)AriPK-500-1A减振器 1-圆形气囊;2-上底座；3-下底座。
涡流发生器涡激振动抑制研究
涡流发生器涡激振动抑制研究
郝志永;余恒旭;宓为建;卢凯良
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2012(010)003
【摘要】通过风洞实验对涡流发生器的涡激振动抑制效果进行了分析研究,确定了涡流发生器的最佳几何参数,并探讨了涡流发生器涡激振动抑制机理.结果表明:从阻力系数的角度,涡流发生器比螺旋条纹圆管有更大的涡激振动抑制优势.热线风速仪的测量结果表明:光滑圆管及涡流发生器圆管尾流展向尾流速度相关系数不受雷诺数及涡流发生器的影响.涡流发生器主要是通过影响边界层的分离进而影响涡街脱落点来抑制涡激振动,对涡街脱落的沿展向三维扩展没有影响.
【总页数】7页(P253-259)
【作者】郝志永;余恒旭;宓为建;卢凯良
【作者单位】上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306
【正文语种】中文
【中图分类】O353
【相关文献】
1.利用涡流发生器抑制S弯进气道旋流畸变的数值模拟研究 [J], 田晓平;潘鹏飞;田琳
2.应用涡流发生器抑制联体涡空泡研究 [J], 陆芳;黄红波;张志荣;丁恩宝;应良镁
3.利用涡流发生器抑制S形进气道旋流畸变的数值模拟研究 [J], 田晓平;潘鹏飞;李密
4.仙人掌形截面柔性圆柱体涡激振动抑制研究 [J], 娄敏;陈法博;时晨
5.翼型涡流发生器对析晶污垢抑制特性的模拟研究 [J], 张一龙;王景涛;王宇朋;刘坐东;徐志明
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一种用于船舶减振的液压顶撑
一种用于船舶减振的液压顶撑摘要：船舶主机工作过程中会产生横向振动，会危及上层走台或增压器支架的安全，并可能引起机舱和双层底局部振动。
为改变振动系统的固有频率、增加其局部刚度，通常采用主机顶部支撑。
本文介绍了一种主机液压顶部支撑，具有明显改善主机横向振动和局部结构刚度作用，对其结构原理、工作过程、安装调整等方面进行了分析。
并结合某大型集装箱船的船厂应用，对其减振效果进行了验证。
关键词：主机；振动；顶撑；减振引言作用在船舶柴油机十字头上的侧推力及其形成的倾覆力矩会引起柴油机的横向振动。
一般来说，对于7缸以下的柴油机会产生H型的振动，即使柴油机整体发生横向摇动，其振动的阶次为气缸数的整数倍；对于6缸以上的柴油机，则会产生X型振动，即使柴油机机体产生扭曲，其主要振动阶次为气缸数的一半。
尽管这种横向振动对主机本身并不造成损害，但它可能危及上层走台或增压器支架的安全，并可能引起机舱和双层底结构的局部振动。
尤其是随着现代船舶的大型化及船舶建造中大量高强度钢材的使用，导致了相对较轻和刚度较小的船体结构，使得船体振动的固有频率更加接近主机横向振动的激振频率而产生扰人的振动现象。
通常的解决方法是，在主机的排气侧（或操纵侧）和前端安装顶部支撑，改变主机/船舶结构的局部刚度，从而将系统的固有频率提高到主机工作转速范围之外。
根据不同的船型和对振动控制具体情况的需要，选择安装磨片顶撑或者液压顶撑。
磨片顶撑因其价格优势和安装调整方便之前得到广泛的应用，但伴随着大型集装箱船和对振动有特殊要求船舶的建造，液压顶撑逐渐得到越来越多应用。
液压顶撑有如下优点：（1）吸振效果好，具有较强的抗振能力。
和较大的稳定性。
（2）可被设计成可根据船舶符合状况，通过液压缸来承受并传递因振动所引起的额外作用力，像刚性连接一样，以达到降低其固有振动频率的目的;当所受外力超过设定值时，可以自动调整液压活塞的伸程，并稳定在新的平衡位置。
（3）后续的使用维护过中最基本和最重要的维护工作就是对装置活塞位置的设定和装置的放气，也就是对装置的维护调整，一确保装置在正常的范围内工作，维护工作量不大。
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般地 ，桨叶 空泡 体积 大小 决定脉 动压 力一 阶 叶频 分量 大小 ，空泡体 积变 化率 决 定脉动 压 力的高
收 稿 口期 ： ２ １ ．３２ ； 修 改稿 收稿 日期 ：２ １—４１ ０ ０ —９ １ ０ ０ ．４ １
黄红波，等：涡流发生器在 民船减振上的 用研究
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船艉
图 ７ 脉动压力传感器布置位 置
试验 中为 了得 到最佳 减振 效果 方案 ，进 行 了涡流 发 生器纵 向位 置优选 、涡流 发生器 大 小优选 、涡 流发 生器 安装 角度优选 ， 还进行 了涡流 发生 器安 装在 船体单 侧 和双侧 的对 比试 验 以及涡 流 发生器 与大
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明 ，在船体艉部安装优选的涡流 发生器 能够 降低船体 振动２ ％～６ ％。 Ｏ ０
关 键 词 ：涡流发生器；流动分离；脉动压力
中图分类 号 ：Ｕ６ ． １ 文 献标 识码 ：Ａ ６１ ２
０ 引 言
涡流 发 生器 （ ｒ ｘＧｅｅａ ｒ Ｖｏｔ ｎｒｔ ）最初 是 由航 空界提 出和 使用 的 ， 目前 已应用 于航 空 、流 体机 械 、 ｅ ｏ 冶 金化 工 、汽 车 、船舶 等领 域 。涡流 发生 器 的主要 工作 原理 是 改变流 动特性 ，延缓或 消 除流动 分离 ， 达 到诸 如提 高升 阻 比 （ 航空 、汽 车 领域 ）、强化 换热 效 果 （ 冶金 、化 工领域 ）、消 除桨船 之 间产 生的
压力值都不同程度地减小，１ 阶叶频分量和 ２阶叶频分量的比较如图 ８ 和图 ９ 所示。
从 图 中可 以看 出 ：安装 涡流 发生器 后 ，不 同安 装状 态下 的脉 动压 力值 都有所 减 小 ；一阶 叶频分 量 和二 阶 叶频分 量 的平均 变 化量 如表 ３所 示 ，表 中给 出了不 同方 案安 装前 后预 报 的实船 脉 动压 力变化
涡流 发生器在 民船减振上 的应用研 究
黄红波 ，陆 芳 ，丁恩 宝，韦喜 忠，张志荣 ，王建芳
（ 中国船舶科 学研 究中心， 无锡 ２４８ ） １ ０２
摘
要
介绍 了船用涡流发生器在 改变船艉部流场 、降低 某多用途船船体振 动方 面的成功应用 。在 大型循环水 槽 中进行 了涡流发生器 的优化试验研 究，并进行 了相关 的理论分析 。模 型试验 结果表 明，合适的涡流发 生 器 能降低螺旋桨 空泡诱 导脉 动压力 的一阶叶频分量２ ％～３ ％，二阶叶频分 量超 过５ ％。实船试航结果表 ０ ０ ０
以一 匕。
本 文介 绍 了涡流 发生 器在 降低 某多用 途船 船 体振 动上 的成 功应用 ，并进 行 了相关 的理 论分 析 。在
大型循 环水 槽 中进行 了涡 流发 生器 的优化 试验 研 究 ，最 终确 定实船 涡流 发 生器 的布置 方案 。实船 的二
次试航 结果 表 明：在 船体 艉部 安装 合适 的涡流 发 生器 能够有 效 降低船 体振 动 。
５ １卷
增刊 １
中
国
造
船
Ｖｏ１ Ｓ ｅ ｉ ｌＩ ．１ ５ ｐ ｃａ Ｊ ｌ ０１ ｕｙ２ １
２ １ 年 ７月 ０ １
Ｓ Ｐ ＵＩＤＩ ＨＩ ＨＩＢ Ｌ ＮＧＯＦＣ ＮＡ
文 章 编 号 ： １０ ．８ ２２ １ ）１０ ６ —８ ０ ０４ ８（０ Ｓ —０ ８０ １
尾 鳍 的对 比试验 ，试验 方案 如表 ２ 示 。 所
表 ２ 减振试验方案汇总
安装 大尾 鳍 后测 量 得到 的 脉动 压 力值 要 比没有 安 装时 的 脉动 压 力值 大 ，可 见 大尾 鳍 没有 减振 效
果，其 结果 不再 讨论 。 其 它 ６种不 同的安装 方 案得 到的 脉动 压力值 比没 有 安装涡 流 发生器 时 的脉动
量 。权 衡之 后 ，选择 了方 案 ５作为 实船应 用 方案 ， 因为方 案 ５（ 涡流 发生器 在垂 向、纵 向及 安装 角度
这 三方 面 的最佳 优选 结果 ）既 能有效 降低 螺旋 桨 空泡诱 导 的局部 点 的最大 脉动 压力 ，又 能大范 围大 幅
度 降低 脉动 压力 前几 阶叶 频分 量 ，方 案 ５与方 案 ７的 结果对 比，也 说 明与螺 旋桨 旋 向相 同侧 处 的涡流 发 生器对 减振 效 果起着 绝对 主导 作用 。图 ｌ ０和 图 ｌ 进 一 步给 出无 涡流 发生器 时 的脉动 压 力预报 结果 １
连 体涡 空泡及 降低 船体 艉部 振动 （ 舶领 域 ）Ｉ Ｊ 目的 。 船 ｌ等 中国船 舶科学 研 究 中心 对船 用涡 流发 生器 的研 究始 于 ２ ０ ０ ８年Ｌ 。当时在 某大湖 型船 的模 型螺 旋 ２ Ｊ
桨 空泡试 验 中发现 了严 重 的桨一 船连 体涡 空泡 ，该 空泡可 能 引发强 烈 的船 体 振动 。为 了解 决这 一 问题 ，
１ 涡 流 发 生 器 减 振 原 理 探 索
螺 旋桨 在船 后极 不均 匀的伴 流场 中运 行 ，因此 桨 叶上 空泡产 生 、发展 、溃灭过 程 的体积 变化 传递
到船 体 表面产 生 极大 的脉 动压力 ，导致船 体尾 部 振动 。有 研 究表 明：在船 体 的所 有振 源 中，螺旋桨 的 影 响最 ＿ ，约 占 ８ ％，而且 螺旋 桨 空泡诱 导 的表面 脉动 压力 为最 主要 的 因素 。 人 ０ 引
针对 螺 旋桨进 行 了几轮 优化 设计 试验 ，但 效果 并不 明显 ；在 这种情 况 下 ，尝试 进行 了在船 艉 两侧 安装 装 涡流 发生器 的 试验研 究 ，取得 了明显效 果 。研 究 结果表 明 ，使用 涡 流发 生器后 ，明显 改善 了螺旋 桨 处 伴流 ，完 全消 除 了连 体涡 空泡 ， 并且大 幅度 降低 了螺旋 桨 空泡 诱导 的脉 动压 力 ，最大 降幅 达 ５ ％ ０