基于CFD的水下拖曳体艉部流场仿真
CFD辅助船舶艉部水润滑轴承设计的研究
、彭晋民等
[3 ]
对
当前水润滑橡胶轴承的发展现状进行了描述 , 总结了 水润滑橡胶轴承具备的优缺点 。杨和庭 、唐育民
[4 ]
通
过分析船舶艉管轴承的受力和描述船舶艉管轴承的受 力计算 , 给出了水润滑橡胶轴承的设计公式轴承受力 的计算公式及确定轴承间距的公式 。张国渊 、袁小 阳
[5 ]
以 4 腔 、毛细节流形式下的深腔动静压轴承为研
摘要 : 船舶艉轴系统多采用水润滑 。利用 CFD 分析了水润滑下低速重载轴向半开槽轴承和轴向全开槽轴承在相同 偏心率下轴承凹槽结构对轴承内部温度和承载能力的影响 。结果表明 : 全开槽轴承温度较低 , 说明轴向凹槽对于轴承的 冷却起着决定性的影响 ; 下半部分光滑的半开槽轴承比全开槽轴承的负载能力大 , 半开槽轴承有一个连续的压力分布 , 允许水力膜产生连续的动压力 , 使得轴承的负载能力较高 。通过利用 CFD 对水润滑轴承进行数值模拟 , 比较 2 种不同 开槽轴承的润滑状态和水动力特性 , 为水润滑轴承的设计和选型提供了有参考价值的各种参数 。 关键词 : CFD; 水润滑轴承 ; 辅助设计 中图分类号 : TH133113 文献标识码 : A 文章编号 : 0254 - 0150 ( 2008 ) 5 - 072 - 5
1 τ ・ def ( u ) 2
u + ( u)
T
( 3) ( 4) ( 5)
布至轴表面 , 入口温度设为 308 K, 除旋转墙面外所 有壁面均设为等温 , 且温度为 308 K。按照传统的流 动状态的判断方法 , 水润滑轴承内的流动状态为湍 流。 112 湍流模型可靠性 湍流模型的数值模拟的准确性和可靠性受到数值 模拟过程中各种因素影响 。首先采用了湍流模型对充 分发展管流的湍流流动进行了数值模拟分析 。研究对 象为二维轴对称管内流动 , D 为管内直径 , L 为计算 范围的长度 。在此计算中 , L /D = 150。通 过 流 管 直 径 D 以及中心线速度 U c 所算得的雷诺数近似等于 7 000 (用平均速度 U b 算得的雷诺数等于 5 300 和用 剪切速度 Uτ 算得的雷诺数等于 360 时的计算结果 ) 。 在管壁上 , 对于所有的速度均为无滑移边界条件 , 速 度大小为 0。由于此处考虑的充分发展的管流与流动 的方向是一致的 , 所以进行数值实验研究的计算领域 必须足够长 。计算分析时 , 选择非均匀网格结构 , 在 靠近墙边界处的网格细化以解决墙边界处速度的突 变 。数值实验研究表明 , 当计算区域网格节点总数大 于 50 万时 , 模型的节点数对数值模拟研究的结果没 有影响 。所有变量均假设关于流管中心线对称 。固体 边界均被假设为无滑移边界 , 在墙边界处的平均轴向 速度以及湍流动能均为 0。 11211 管内湍流流动平均流动性质对比分析 ε湍流模型 ) 将预测结果与 H reyna (低雷诺数 k 2 和 Eggels 等 (直接数值模拟 ) 的结果进行了比较 。 表 1 给出了通过不同的数值实验研究和实验测试得到 的一些管内湍流流动平均流动的性质 。表 1 中 , U b π 2 为平均速度 , U b =
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究1. 引言1.1 背景介绍船舶在航行过程中排放大量废气和废水，其中含有硫氧化物的废水对海洋环境造成了严重的污染。
为了减少船舶排放的硫氧化物对海洋环境的危害，国际海事组织（IMO）颁布了《国际海洋船舶空气污染和氮氧化物及硫氧化物排放限值规定》（简称《国际海洋污染防治公约》），要求船舶在进行洗涤废气处理时必须安装脱硫系统。
船舶脱硫系统的废水导流装置在整个脱硫系统中起着至关重要的作用，它可以有效地将脱硫处理产生的废水导向正确的位置进行处理和排放，避免对海洋环境造成二次污染。
对废水导流装置的设计和性能进行研究和优化是十分必要的。
基于计算流体力学（CFD）技术的建模和仿真研究为优化废水导流装置提供了一种有效的手段。
通过模拟水流在导流装置中的流动情况，可以分析不同设计参数对导流效果的影响，从而指导实际工程设计。
本文旨在利用CFD技术对船舶脱硫系统废水导流装置进行建模与仿真研究，为提高脱硫系统的效率和减少对海洋环境的污染提供技术支持和参考依据。
1.2 研究目的研究目的主要是通过建立基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置模型，探究其在船舶脱硫系统中的流动特性和效果。
具体而言，本研究旨在分析废水导流装置对船舶脱硫系统性能的影响，研究其在减少硫化物排放、提高脱硫效率和减少能耗方面的潜在作用。
通过对废水导流装置的建模和仿真分析，深入探讨其在船舶脱硫系统中的作用机理，为船舶脱硫系统的设计和优化提供理论支持和技术指导。
本研究旨在为提高船舶脱硫系统的性能和环保水平提供科学依据，推动船舶环保技术的发展和应用。
1.3 研究意义船舶脱硫系统废水导流装置是船舶环保设备中关键的部件之一，其设计合理与否直接影响到脱硫系统的运行效率和环保性能。
通过基于CFD的建模与仿真研究，可以有效地优化废水导流装置的设计，提高其工作效率和能效，减少废水排放对环境造成的影响。
本研究对于提高船舶脱硫系统的工作效率、减少环境污染、降低运营成本具有重要的实践意义。
基于FLUENT的水下焊枪流体仿真模拟优化设计
焊接过程中 ，焊接烟雾 的下压 、外 排 ，使焊接 顺利进行 ，需利用ｔ ｌ ｕ ｎ ｔ 流体仿真软件对水下半 自动化焊枪内气体流场进行模拟仿真分析 。通 过ｆ ｌ ｕ ｎ ｔ 软件的仿真结果 ，调整设计方案 ，确定 合理 的水下焊枪 结构 、尺寸及进气方式 ，达到
设计要求 。
不同 ，将对其 内流场分布产生较大影 响。当壳
水下焊接专用半 自动化焊枪的研制迫在眉睫。 根据实际水下焊接工况 ，为满足水下半 自
动 化 焊枪 排 水 罩 出 口处 气 体 没 有 回 流 ，有 利 于
下专用焊枪内部气体流场的影响。
２ ． １ 设计参数
２ ． １ ． １ 进 气位 置
水下焊枪微型排水罩进气 口的位 置选取 的
文／ 中海石油气 电集团有限公司 孙听辉 陈晖 许威 丁文斌
摘 要：本文应用流体力学原理 ，采用Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ 件对适用于６ ０ ｍ水深的水下半自动化焊枪进行仿真模拟 化设计 ，确定了合理的水下焊枪结构、尺寸及进气方式。对比不同的焊枪外壳、结构和进气方式，通过 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ 件的计算和仿真得到的焊枪内气体流速和压力云图，能够直观的显示采用不同参数对焊枪内气
Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ 软件 是 目前 市场 上 做 流行 的Ｃ Ｆ Ｄ 软
假设水 下焊枪壳体为方锥型 ，气体进 口中
心 彻 面 ＿ ２ ０ ｍ ｍ， 入气口水平 ， 入 口压力０ ． ６ ２ Ｍ Ｐ ａ ，
２ ． ２ ． ２ 枪 体 设计 方 案 比 选
达到壳体 内流场稳定。
２ ． １ ． ３ 进 气 口角度
采用Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ 流体工程仿真软件分别对以下 方案进行分析仿真 ，通过对 比罩 内气流 的速度
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究1. 引言1.1 背景介绍船舶脱硫系统是一种用于减少船舶尾气中二氧化硫排放的环保设备。
随着国际海运行业对环境保护要求的不断提高，船舶脱硫系统的应用也在逐渐增加。
脱硫系统废水处理问题也逐渐凸显出来，其中最主要的问题之一就是废水的导流和排放。
为了解决船舶脱硫系统废水导流装置的设计问题，在本文中我们将利用CFD技术对其进行建模与仿真研究。
通过分析废水流动的情况，我们希望能够找到最优的设计方案，提高废水的导流效率和排放质量，减少对海洋环境的影响，实现船舶脱硫系统废水处理的环保目标。
通过本研究，不仅可以为船舶脱硫系统废水处理提供参考，也可以为相关领域的研究工作提供有益的借鉴。
1.2 研究目的本文的研究目的主要是通过基于CFD技术对船舶脱硫系统废水导流装置进行建模与仿真研究，进一步优化设计方案，提高系统性能。
具体包括以下几个方面：1. 探究不同设计参数对废水导流装置性能的影响，包括导流效率、流动阻力、泄漏风险等因素，为设计提供科学依据。
2. 分析废水导流装置在实际操作中的流体动态特性，揭示不同工况下的流场分布、压力分布等关键参数。
3. 验证仿真结果与实际试验数据的吻合程度，验证CFD模拟在船舶脱硫系统废水导流装置设计中的可靠性和适用性。
4. 提出模型优化的建议，探索进一步提高系统性能的可能性，为船舶脱硫技术的进一步发展提供参考。
1.3 研究意义船舶脱硫系统废水导流装置的设计和优化对于提高船舶排放效率、保护海洋环境具有重要意义。
随着全球对环境保护要求的不断提高，船舶在运行过程中产生的废水排放已成为环保领域的重要问题。
船舶脱硫系统废水导流装置作为脱硫系统的重要组成部分，直接影响到废水的排放效果和对海洋环境的影响程度。
通过基于CFD的仿真研究，可以深入分析船舶脱硫系统废水导流装置的设计方案，优化废水导流路径，避免废水排放过程中对周围环境造成污染。
通过对废水导流装置进行建模和仿真分析，可以为船舶设计和运营提供参考，提高船舶排放效率，降低对环境的影响。
拖线阵稳定器水下阻力CFD仿真计算
２０ 年第 ４期 ｏ８
声学与电子工程
总第 ９ ２期
拖线 阵稳 定器水下阻力 Ｃ Ｄ仿真计算 Ｆ
７Ⅱ／ 阻力 ，各个 速度 下 的阻力 、 阻力系 数与 测 ｌ ｓ的 量值 比较 数据 见 图 ６ 、图 ７ 。可见 阻力 基本 上与速
度 平方成 正 比，阻力系 数在 该 区间基 本不变 。从 图
１３网格 的划 分 ．
网格 主要 分 为三种 网格 ， 固体 网格 、流 固 网格
和 流体 网格 ，均 布于 计算 域 中 。一般 边界 层 网格必
制方 程变 为 ：
动稳定 的小 型拖 曳体 ，其 比重 与海 水相 当。通常根 据 拖线 阵 的工作速 度 、收放 存储 要求等 参数 来进行 稳定器 的设 计 ，然后 通过 水动力 试验来 确 定其 阻力
系数 。本 文采 用计 算流体 力学 数值 计算方 法 ，在 参 考 模 型试验 数据 的基础 上 ，利用商 业Ｃ Ｄ软件对稳 Ｆ
，
是在 软件 中 以经 验
为主来 选定 的 。仿 真 中采用 Ｃ ＯＯ 、 Ｃ ＝ ． 、 ， ． ＝ ９ １ １ ４ ４
２＝１９ ． ２、 ＝１３、 ． ＝１ 。
１２ ． 仿真模型的建立 稳 定器主 体长 度 ０ ． ｍ，外径 ①１０ｍｍ，外表 ４ ２ 光顺 。 见示 意 图。 场计 算域 为长 方体 ０８ｍ×Ｏ８ 流 ． ． ｍ ×１ ． ｍ。采用 外部 流场 分析类 型 ，将 稳定 器 的前 后 ２ 方设 为进 出 口边界条 件 。边界 条件 ：１个 大气压 ， ２ 。 ，来 流速度 为 １７Ｉ／。壁 面边 界条件 ：理 想 Ｏ ￣ ｌｓ １ 绝热 墙 ，表 面 光滑 ，粗糙 度 为 ０ 。指 定湍 流系数 为 Ｏ１ ．％。设 定收敛 准则 为来 流方 向的力 。
数值拖曳水池与潜艇快速性CFD模拟研究
关 键 词 ： 值 拖 曳水 池 ； 艇 ； 速 性 ； Ｆ 数 潜 快 Ｃ Ｄ
中 图分 类 号 ：Ｕ６ １３ ６ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｎ ｕ ｅ ｉａ ｏ ｎｇ ｔ ｎ ａ ｍ ｒｃ ｌｔ ｗｉ ａ ｋ ｎｄ ＣＦＤ ｉ ｕｌ ｔｏ ｏ ｕｂ ａ ｉ ｓｍ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｓ ｍ ｒｎｅ ｐｏ ｒｎｇ ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｗｅ ｉ ｒ ｏ ｍ ｎｃ
Ｔ ｅｅｍｏ ｅ ｏ ｓ ｔ ｆ ｆ ｅ ｏ ｉ ｆ ｅｏ ｔ ｎ（ ｒ ｓ ｏ ｅ ）ｔ ｕ ｍ ｒ ｅｍｏ ｅ ｆ ｌ ａｐ ｎ ａ ｅ ｈ ｓ ｄｌ ｃｎｉ ｔ ｎｂ ｄｅ ｏ ｖｌ ｉ ｓ ｉ ｄ ｌ ，ｅ ｓｂ ａｉ ｄ ｌ ｏ ｌ ｐ ｅ ｄ ｇｓ ｓ ｓｏｆ ｅ ｉ ｓ ｒ ｕ ｏ ｅｅ ｍ ｓ ｎ ｎ ｓ ａ
ｓ ｒ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｔｔ ｎ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｅ ｉ ａ ｃ ， ｌｗ ｆ ｌ ｎ ｙ ｒｄ ｎ ｍｉ ｏ ｃ ｓｉ ｃ ｂ ｄ ｉ ｅａｌ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｈ ｏ ｕａ ｉ ｐ ｒ ａ ｈ ｆｒｒ ｓ ｔ ｎ ｅ ｆ ｅ ｄ ａ ｄ ｈ ｄ ｏ ｙ ａ ｃ ｆ ｒ ｅ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｉ
数 值 拖 曳水 池 与 潜 艇 快 速 性 Ｃ Ｄ 模 拟 研 究 Ｆ
张 楠 ，杨 仁 友 ，沈 泓 萃 ，姚 惠 之 ，应 良镁
导管螺旋桨水动力性能和船尾伴流场的CFD模拟
导管螺旋桨水动力性能和船尾伴流场的CFD模拟导管螺旋桨作为一种特种推进器,与普通螺旋桨相比在重载荷工况下导管螺旋桨具有效率高,推力大,振动小等一系列优点,深受国内外船舶科研者的青睐。
导管螺旋桨的理论研究是在势流范围,采用升力面和面元法及升力面和面元法耦合的方法对导管螺旋桨的定常水动力性能已进行了大量研究；采用升力面涡格法和非定常面元法耦合计算导管螺旋桨的非定常也取得了很大的进展。
为了克服势流理论模型的局限性,同时近年来随着CFD方法的发展和计算流体力学商用软件不断完善,CFD计算软件在船舶流体力学领域得到越来越广泛的
应用。
本文采用PRO/ENGINEER、GAMBIT和FLUENT商用软件对常规螺旋桨、导管螺旋桨及12缆物探船分别进行网格划分及数值模拟。
主要完成的研究工作如下：1)对DTMB P4119螺旋桨和19A导管+Ka4-70导
管螺旋桨进行了三维建模,选取适当的计算模式,对螺旋桨的三维粘性流场进行
数值模拟计算,得到螺旋桨的敞水性能,与试验结果比较,证明计算模型的可靠性。
2)对一物探船裸船体和带附体标称伴流场进行了数值模拟,比较了不同航速下船后标称伴流场的变化情况,着重分析了船后附体轴支架和尾翼对船后标称伴流场的影响,和带附体物探船模型实验进了对比,轴向伴流的轴向变化趋势和实验结
果吻合,大小和实验结果也接近。
计算结果与试验结果的对比表明本文采用的数值方法可以用于螺旋桨和船
舶的水动力性能的模拟计算和预测,且能获得常规方法无法得到的流场流态、速度、压力分布等,这必将减少试验的工作量,提高工作效率。
基于cfd技术的水翼船升力水翼数值模拟与优化设计
基于cfd技术的水翼船升力水翼数值模拟与优化设计水翼船作为一种新型的船舶设计，其独特的水翼结构使其能够在航行中获得更高的速度和更好的稳定性。
而水翼船的升力水翼设计在其性能中起着至关重要的作用。
本文将基于计算流体动力学（CFD）技术，对水翼船的升力水翼进行数值模拟与优化设计研究。
首先，我们将建立水翼船的数值模型，包括船体和水翼结构。
随后，我们将利用CFD软件对水翼船在不同航速下的流场进行模拟。
通过对流场的分析，我们可以获得水翼船在不同情况下的升力分布、阻力分布以及船体受力情况。
这些数据将为水翼船的优化设计提供重要的依据。
在获得了水翼船的流场数据后，我们将对水翼结构进行优化设计。
通过调整水翼的形状、数量、位置以及倾角等参数，我们可以使水翼船获得更高的升力系数，从而提高其航行速度和稳定性。
同时，我们还将考虑水翼结构的制造成本和可行性，以期实现水翼船的经济实用性。
接着，我们将对优化后的水翼结构进行数值模拟。
通过比较优化前后的流场数据，我们可以评估水翼船的性能改进效果。
在优化设计的基础上，我们还将进行多工况的仿真分析，以验证水翼船在不同情况下的性能表现。
这些分析结果将为我们提供更准确的水翼船性能评估和优化设计方向。
最后，我们将对数值模拟和优化设计的结果进行总结和分析。
通过比较不同设计方案的性能表现，我们可以得出最佳的水翼船升力水翼设计方案。
同时，我们还将探讨水翼船的优化设计对其航行性能和经济性的影响，为水翼船的实际应用提供参考和指导。
综上所述，基于CFD技术的水翼船升力水翼数值模拟与优化设计是一项具有重要意义的研究。
通过该研究，我们可以为水翼船的性能提升和设计优化提供技术支持，推动水翼船的发展和应用。
相信随着这一研究的深入和完善，水翼船一定能够成为未来船舶领域的重要发展方向。
静水中自由船模拖曳CFD模拟方法研究
１ 引 言
船舶 阻力 的准 确 预报 长期 以来一 直 是船 舶研 究设 计人 员 关 心 的问题 之 一 ， 是 Ｃ Ｄ工作 者关 注 也 Ｆ
的 问题 之一 。 了运用 Ｃ Ｄ技 术准 确预报 船舶／ 模阻力 ， 年来 ， 内外研究 人 员做 了大 量的工 作［ 为 Ｆ 船 近 国 】 ，
ａ ｅ ａ ｄ ｔｉ ｆｒ ｓ ｖ ｒ ｌｓ ｒａ ｅ ｓ ｉ ｄ ｌ ｒ ｏ ｇ ｎ ｒｍ ｅ ｅ ａ ｕ ｆ ｃ ｈ ｐ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｐａ ｅ ｔ ｈ ｓ ｆｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｈｏ ｑ ｉｅ ｇ ｏ ｏ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ ｏ ｅ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ａ ｄ ｓ ｗ ｕ ｔ ｏ ｄ
第 ｌ ４卷第 ８期 ２１ ０ ０年 ８月
文章 编 号 ： ０ ７ ７ ９ （０ ０ ０ — ８ ３ １ １ ０ — ２ ４ ２ １ ）８ ０ ２ — １
船舶 力学
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈ ｐＭｅ ｈ ｎｃ ｏ ｒ ａ ｉ ｃ ａ ｉｓ ｏＳ
Ｖｏ ．４ ｏ ８ １ Ｎ ． 】
Ａｕ ．２ ０ ｇ ０１
静 水 中 自 由船模 拖 曳 Ｃ Ｄ模 拟 方 法 研 究 Ｆ
吴 乘 胜 ，陈 雄 ，孙 立 宪 ，顾 民 ，朱 德 祥
（ １中 国船 舶科 学 研 究 中 心 ，江苏 无 锡 ２ ４ ８ ； １０ ２ ２上 海 市 计算 技术 研究 所 ， 海 ２ ０ ４ ） 上 ０ ０ ０
基于CFD的高速舰船阻力与尾部伴流场的数值模拟
基于CFD的高速舰船阻力与尾部伴流场的数值模拟高速水面舰船轴系附体直接影响着螺旋桨盘面伴流场，而双臂轴支架是安装于船尾轴上最靠近螺旋桨的轴系附体。
它的翼型、安装位置、安装角度等要素的变化不仅影响船舶阻力，而且对桨盘面伴流场的均匀性也有较大影响。
不均匀的伴流场易使螺旋桨产生振动和严重的空泡，影响螺旋桨的性能。
因此，合理设计双臂轴支架可以改善桨盘面伴流场。
当今，在各种数值模拟技术飞速发展的阶段，通过CFD方法来预报船舶阻力和船尾伴流场已成为可能，如何通过该工具运用合理简便的预报方法预报军船阻力和船尾伴流场，以此来进行附体的多方案优选，是船舶流体工作者一个很关心的问题。
对于高速航行舰船，由于航行姿态（纵倾、升沉）的变化，以设计浮态为基准的阻力理论计算结果并不能准确预报其实际航行阻力。
本文基于RANS方程，划分多块结构化网格，采取一种简化的迭代方法对高速舰船的阻力进行数值计算（傅氏数为0.15～0.45），并将阻力计算结果与船模试验值对比。
结果表明该方法充分考虑了船体姿态的影响，对提高高速舰船的阻力预报精度具有一定的可行性。
同时，分析了不同傅氏数下的自由表面波形图和波形等值线图，以及首尾兴波随航速的变化趋势，符合试验规律。
除此之外，对3种双臂轴支架臂安装角方案的船尾伴流场进行数值模拟，着重分析了双臂轴支架安装角的变化对于尾部伴流均匀性的影响，将结果和带轴系附体的船模试验伴流场进行对比，轴向伴流的轴向变化趋势与试验结果吻合，验证了方法的可靠性，得出的一些结论可以为附体方案的优选提供理论依据。
水下拖曳系统稳定姿态仿真计算
水下拖曳系统稳定姿态仿真计算
水下拖曳系统是水下作业和探测中广泛应用的一种设备，其稳定
性关系着任务完成的准确性。
在设计和开发水下拖曳系统时，对其稳
定性进行仿真计算是非常必要的。
以下是水下拖曳系统稳定姿态仿真计算的步骤：
步骤一：建立水下拖曳系统的3D模型
通过计算机辅助设计软件，建立水下拖曳系统的三维模型。
在建
模过程中，需要保证模型的精度和细节，以便后续仿真计算的准确性。
步骤二：设定仿真场景
根据实际的使用场景，设定仿真的水下深度、水流速度和风速等
参数。
同时，还需要设置系统中导引线的材质和长度等参数。
步骤三：运用数值分析方法进行力学计算
对水下拖曳系统进行力学分析，包括应力分析、疲劳寿命计算、
稳定性分析等。
通过使用数值分析方法，进行力学计算，以验证系统
的可靠性和稳定性。
步骤四：进行仿真计算
通过仿真软件，进行水下拖曳系统的姿态稳定性仿真计算。
在仿
真中，可以模拟各种情况，如水流、侧风等因素对系统姿态的影响，
以验证系统的稳定性和安全性。
步骤五：分析结果和进行优化
根据仿真结果，分析水下拖曳系统的姿态稳定性，发现系统存在
的问题和不足，进行相应的优化和改进，以提高其性能和稳定性。
总之，水下拖曳系统是非常重要的设备，其稳定性和可靠性对水
下作业和探测等任务的完成有着至关重要的影响。
通过稳定姿态仿真
计算，可以评估系统的可靠性和稳定性，为系统的设计和开发提供重
要的参考和支持。
一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法及试验验证
一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法及试验验证水下非均质拖曳线列阵是一种常见的海洋工程应用，例如海底气体输送、海洋油气开采等。
然而，由于水下环境的复杂性和线列阵的非均质性，模拟和预测列阵的运动和行为是一项具有挑战性的任务。
本文提出了一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法，并对其进行了试验验证。
首先，我们建立了一个基于弹性体积法的数值模型，该模型考虑了线列阵中拖曳线的非均质性和水下环境的影响。
其次，我们使用了基于半离散加速度法的数值方法对该数值模型进行了离散化和求解。
该方法充分考虑了线列阵中拖曳线的非线性特性和水下环境的复杂性。
最后，我们进行了一系列数值试验和物理试验，以验证所提出的数值模型和数值方法的有效性和准确性。
数值试验结果表明，所提出的数值模型和数值方法能够准确地模拟水下非均质拖曳线列阵的运动和行为。
具体来说，模拟结果显示出了线列阵中每个拖曳线的运动轨迹、运动速度和力学响应等信息。
此外，通过对不同参数的敏感性分析，我们发现线列阵的非均质性、拖曳线的刚度、流体力学参数等因素对线列阵的运动和行为有着重要的影响。
物理试验结果表明，所提出的数值模型和数值方法能够与物理试验结果相匹配，并且能够准确地预测线列阵的运动和行为。
具体来说，物理试验结果反映了线列阵的运动轨迹和运动速度，而数值模型和数值方法的结果则进一步考虑了线列阵中拖曳线的力学响应、动态响应等信息。
因此，所提出的方法不仅具有理论意义，也具有实际应用价值。
总之，本文提出了一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法，并通过数值试验和物理试验对其进行了验证。
结果表明，该方法能够准确地预测线列阵的运动和行为，并且能够提高海洋工程的设计和运营效率。
因此，该方法具有广泛的应用前景，并且可以为未来海洋开发提供重要的理论支持和技术参考。
相关数据是指同一研究对象在不同条件下的数据，例如时间序列数据、控制实验和处理实验的数据等。
通过对相关数据的分析，可以发现不同变量之间的关系和趋势，为研究和决策提供重要参考。
计算流体力学在船舶流场计算中的应用研究
计算流体力学在船舶流场计算中的应用研究随着船舶行业的快速发展，如何减少船舶的阻力和提高航速已成为船舶设计中的重要问题。
计算流体力学（CFD）是研究流体运动规律和流场现象的一种先进的数值模拟方法。
它以计算机为工具，将流体物理过程数值化分析，并通过数值模拟实验来预测流体力学问题的性质和变化。
本文将阐述计算流体力学在船舶流场计算中的应用研究。
1. CFD技术在船舶流场计算中的应用CFD技术应用在船舶流场计算中可以大大缩短航行试验和模型试验的时间，减少试验成本。
同时，CFD技术还可以提高试验数据的准确性，并且还可以研究更为复杂的流场现象。
CFD技术在船舶流场计算中的应用主要包括以下几个方面：1.1 船舶流阻力计算船舶的流阻力是影响航行速度和动力性能的主要因素之一。
通过CFD技术，可以分析流场内的速度场、压力场等重要参数，进而计算出船舶的流阻力。
因此，CFD技术在船舶流阻力计算中的应用可以提高船舶的航行效率，降低燃油耗费。
1.2 船舶流场分析CFD技术可以对复杂的流场进行数值模拟，包括涡流、湍流、激波等复杂现象。
通过对船舶流场的数值模拟，可以研究船舶在不同航行状态下的流场特性，如涡流结构、波浪、空气强化效应等。
此外，CFD技术还可以为船舶的气动、水动力学性能提供更深入的分析。
1.3 船体形状优化通过CFD技术模拟不同的船体形状，可以计算出相应的流场特性。
从而可以进一步优化船体形状，减少阻力，提高速度。
CFD技术在船体形状优化方面的应用可以加速设计过程，同时减少试验成本。
2. CFD技术在船舶流场计算中的挑战虽然CFD技术在船舶流场计算中具有重要的应用价值，但同时也存在一些挑战。
2.1 模型精度问题CFD技术需要对模型进行分段，对每个分段内的流体问题进行求解。
然而，在每个分段内，模型的几何形状、流动边界条件等均会影响到计算结果的精度。
因此，如何准确地建立模型，对模拟产生的误差进行判断和修正，是CFD技术在船舶流场计算中面临的重要问题。
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究
基于CFD的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究1. 引言1.1 研究背景船舶是重要的运输工具，然而船舶在航行过程中会产生大量的废气和废水，其中硫氧化物是主要排放物之一。
为了减少船舶排放对环境造成的影响，国际海事组织规定了船舶排放硫氧化物的限制标准。
船舶脱硫系统废水导流装置的设计和优化显得尤为重要。
目前，基于CFD技术的船舶脱硫系统废水导流装置建模与仿真研究尚处于起步阶段。
通过模拟船舶脱硫系统废水导流装置的流场分布和速度场特性，可以为设计优化提供可靠的理论依据。
深入研究船舶脱硫系统废水导流装置的流动特性是必要的。
1.2 研究目的研究目的：本研究旨在通过基于CFD的方法对船舶脱硫系统废水导流装置进行建模与仿真研究，探索在脱硫过程中废水导流装置的优化设计及性能评价。
具体目的包括：分析废水导流装置在脱硫系统中的流场特性，研究废水的流动规律和分布情况；优化废水导流装置的结构和参数，提高其导流效率和脱硫效果；通过数值模拟分析得出最佳的导流装置设计方案，为船舶脱硫系统的优化提供科学依据；评价不同设计参数对废水导流装置的影响，为实际工程应用提供参考，为环保和节能作出贡献。
通过深入研究船舶脱硫系统废水导流装置的建模与仿真，旨在提高脱硫过程中废水的处理效率，达到节能减排的目的，推动船舶工业的可持续发展。
1.3 研究意义船舶脱硫系统废水导流装置是船舶上一项重要的环保设备，其有效性直接影响着船舶对环境的影响程度。
通过基于CFD的建模与仿真研究，可以更好地优化设计参数，提高系统的性能效率，减少废水排放对海洋生态环境造成的影响。
研究船舶脱硫系统废水导流装置的意义在于通过科学的方法，深入探究废水在系统中的流动规律，找到最有效的废水导流方式，减少废水对海洋环境的污染。
对于船舶工程领域来说，探讨船舶脱硫系统废水导流装置的优化设计和性能评价，可以提高船舶工程设计的水平和可持续发展能力。
船舶脱硫系统废水导流装置的研究还有助于促进相关技术的发展与创新，推动船舶工程行业向高效低排放的方向发展。
基于CFD的喷水推进双体船横移运动水动力性能研究
基于CFD的喷水推进双体船横移运动水动力性能研究随着技术的进步，喷水推进技术在船舶领域得到了广泛应用。
对于双体船这种特殊结构的船舶来说，其横移运动水动力性能研究显得尤为重要。
本文基于计算流体力学（CFD）方法，对喷水推进双体船的横移运动水动力性能进行了深入研究。
首先，我们对双体船的几何模型进行了建模和网格划分。
采用商用CFD软件对双体船在不同横移运动速度下的流场进行了模拟计算，得到了双体船在横移运动中的阻力系数、升力系数和横移力系数等水动力性能参数。
接着，我们对比分析了不同喷水推进系统的对双体船横移运动水动力性能的影响。
通过调整喷水角度、喷水速度和喷水位置等参数，分析了不同喷水推进系统在双体船横移运动中的效果，并找到了最优的喷水推进系统设计方案。
此外，本文还探讨了双体船的船体形状对其横移运动水动力性能的影响。
通过改变双体船的船体形状，比如船体宽度和平底或V型船艏等，研究了船体形状对横移运动水动力性能的影响，并提出了优化设计建议。
最后，我们对所得到的研究结果进行了总结和分析，并展望了未来的研究方向。
本文的研究成果对于喷水推进双体船在横移运动中的水动力性能优化具有一定的指导意义，同时也为相关领域的研究提供了一定的参考价值。
综上所述，本文基于CFD方法对喷水推进双体船的横移运动水动力性能进行了研究，通过对不同喷水推进系统和船体形状的分析，得到了一些重要的结论，并为喷水推进双体船的设计和性能优化提供了一定的理论依据和技术支持。
希望本文的研究成果能够为相关领域的从业者和研究人员提供一定的参考和借鉴，推动喷水推进技术在双体船领域的应用和发展。
水下拖曳航行器水动力和拖缆姿态仿真分析
文章编号:
1005-9857(
2020)
02-0074-04
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姿态,文章通过 CFD 仿真分析计算其零攻角下的阻力 系 数,并 通 过 多 刚 体 - 球 铰 模 型 建 立 其 运 动
数学模型,分析不同航速下拖曳 系 统 的 总 拉 力、拖 缆 长 度 和 航 行 器 位 置 等 的 参 数 变 化。 研 究 结 果
表明:随着船舶航速的变化,拖曳系统各项 参 数 变 化 的 差 别 很 大;在 200 m 深 度 时,
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数值拖曳水池与潜艇快速性CFD模拟研究
数值拖曳水池与潜艇快速性CFD模拟研究张楠;杨仁友;沈泓萃;姚惠之;应良镁【摘要】CFD simulation of submarine powering performance in the numerical towing tank of CSSRC is described in detail in this paper. The computation approach for resistance, flow field and hydrodynamic forces in open-water and self-propulsion (body-propulsor interaction) conditions are defined. Meanwhile, the various computation cases for submarine powering performance are analyzed. And the prediction accuracy is presented.These models consist of fifteen bodies of revolution (series models), ten submarine models of all appendages (series models), SUBOFF model, several submarine models and propeller models for method validation. The research result is an important component of numerical tank and can be adopted for the numerical simulation of flow around submarine in future.%详细介绍了中国船舶科学研究中心所建立的数值拖曳水池中的潜艇快速性CFD模拟研究.明确了潜艇阻力、流场、自航(艇/桨干扰)水动力以及螺旋桨敞水水动力的计算方法.同时对潜艇快速性算例进行了系统分析,详细给出了数值预报精度.这些算例的计算模型包含15条系列回转体模型、10条系列全附体潜艇模型、SUBOFF潜艇模型、多条供计算验证所用的潜艇模型和螺旋桨模型.文中的研究结果是数值水池的重要组成部分,可资今后潜艇绕流数值计算借鉴与采用.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2011(015)001【总页数】8页(P17-24)【关键词】数值拖曳水池;潜艇;快速性;CFD【作者】张楠;杨仁友;沈泓萃;姚惠之;应良镁【作者单位】中国船舶科学研究中心,江苏,无锡,214082;中国船舶科学研究中心,江苏,无锡,214082;中国船舶科学研究中心,江苏,无锡,214082;中国船舶科学研究中心,江苏,无锡,214082;中国船舶科学研究中心,江苏,无锡,214082【正文语种】中文【中图分类】U661.3历经数十载对数值方法的探索与研究，而今的计算流体动力学（CFD）在计算能力与实用化方面都发生了深刻的变化，为求解船舶周围复杂流场问题开辟了新的研究途径。
某水下航行体尾翼展开过程中流场的数值模拟
某水下航行体尾翼展开过程中流场的数值模拟
刘曜;刘志柱
【期刊名称】《力学与实践》
【年(卷),期】2006(28)4
【摘要】利用Pro/E软件对水下航行体进行了实体建模.使用Fluent 6.0软件,应用三维黏性定常不可压缩Navier-Stokes方程,κ-ε两方程湍流模型,采用有限体积法对水下航行体尾翼展开过程中的流场和载荷进行了数值仿真计算,根据所得结果对水下航行体的展开规律进行了分析计算.对照实验结果,说明了该数值解法的正确性,同时表明了数值分析结果对解决工程问题具有实际指导意义,可应用于水下航行体折叠尾翼的设计和改进.
【总页数】4页(P20-22,19)
【作者】刘曜;刘志柱
【作者单位】中国船舶重工集团公司第713研究所,郑州,450015;河南机电高等专科学校机械系,新乡,453002
【正文语种】中文
【中图分类】O3
【相关文献】
1.带尾翼干扰的喷管-后体一体化流场数值模拟 [J], 任超奇;王强;胡海洋;周旭
2.测量有尾翼水下航行体横倾力矩的一种新方法 [J], 何海珊;夏长生
3.水下航行体发射管内流场的数值模拟研究 [J], 张海军;刘曜
4.带尾翼水下航行体超空泡流数值模拟研究 [J], 熊天红;张木;易文俊;王中原
5.水下航行体垂直发射环境流场与弹道耦合数值模拟研究 [J], 燕国军;梁欣欣;张健;权晓波;魏海鹏
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基于 CFD 不同 AUV 艇体阻力性能研究
基于 CFD 不同 AUV 艇体阻力性能研究俞强;魏子凡;杨松林;王保明【摘要】In order to study resistance performance of different AUV types and impact of appendage such as cross rudder and cowling on it, based on particular research on hull lines of four AUV types , numerical simulations of resistance performance were conducted selecting turbulence models of standard K-, RNG k-, SST k-.Numerical results of increase proportion of total resist-ance caused by cross rudder and cowling showed that the former causes 10%~20%increase and rises with aspect ratio reducing and the latter causes 40%~50%of which the diameter is almost equals to the max hull diameter .Unit displacement resistance of BLUEFIN type with streamlined head increases by navigation speed , of which with upright head the unit displacement resist-ance is nearly the same .Resistance performance of AUTOSUB type is best .AUTOSUB and HUGIN type are suitable for high speed navigation while REMUS and BLUEFIN types are appropriate for low speed cruise .%为了研究不同类型AUV艇体阻力性能特点以及十字舵和整流罩附体对总阻力的影响，在充分研究4种艇型型线的基础上，建立几何模型，选取标准k-ε，RNG k-ε，SST k-ω湍流模式，通过CFD对艇体进行阻力数值模拟。
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力 系数 ， 提 高拖曳航速 ， 减 小 拖 缆 的张 力 等 都 有 积 极 意 义 。选 用 带 十 字 尾 翼 的水 下 拖 曳 体 作 为 研 究 对 象 ， 应 用 ｋ —ｓ 模 型对 其艉 部 流 场 特 性 进 行 精 细 分 析 ， 分 析静 压力 系 数 Ｃ 沿 拖 曳体 长 度 方 向 的 分 布 ， 并 对 水 下 拖 曳 体 与 尾 翼交接部上游马蹄涡流动的产生及发展过程进行计算 ， 得出拐角区的流线及流场。计算和实验结果表 明， 所 采 用 的计 算模 型 和 方法 合 理 ， 可 在 此 基 础 上 应用 到其 他 水 下 拖 曳体 的外 形 优 化 设 计 中 。 关键词 ： 水下航行体 ； 形状阻力 ； 计 算 流体 力 学 （ Ｃ Ｆ Ｄ） ； 流 场仿 真
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引用格 式 ： 曾东 ， 李朋飞． 基于 Ｃ Ｆ Ｄ的水下拖 曳体艉部流场仿真 ［ Ｊ ］ ． 中国舰船研究 ， ２ ０ １ ４ ， ９ （ ５ ） ： ４ ４ — ４ ８ ， ５ ９ ． Ｚ Ｅ Ｎ Ｇ Ｄ ｏ ｎ ｇ ． Ｌ Ｉ Ｐ ｅ ｎ ｇ ￣ｉ ． Ｃ Ｆ Ｄ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｌ ｆ ｏ ｗ ￣ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ 。 ｆ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｗ ｅ ｄ ｂ ｏ ｄ ｉ ｅ ｓ ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ
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基于 Ｃ Ｆ Ｄ的水下拖曳体艉部流场仿真
曾东 ， 李 朋 飞
武 汉 船 舶通 信研 究 所 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５
摘 要 ： 水下拖曳体的艉部线型是决 定其水动力性 能的重要特征之一 ， 良好 的艉 部线 型对减小拖曳体 的形状 阻
中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ６ １ ． １ 文 献 标 志码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ３ １ ８ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ ０ ８
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