题名 势流理论在液货船船体与液舱晃荡运动分析的应用
1
作者
孙程 代丽华
机构
烟台职业学院交通工程系
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第6期64-67,共4页
文摘
本文研究势流理论,着重分析船舶水动力模型并给出横浪中船舶横摇响应曲线,构建脉冲响应模型,分析船舶垂荡运动脉冲响应曲线;对船舶液舱晃荡运动进行仿真分析,分析船舶横摇情况下波面升高变化曲线以及压力曲线;对液舱晃荡和船体耦合运行进行仿真分析,根据一定的尺寸比构建船舶模型,并给出船舶横摇衰减曲线,同时对船舶模型加载横浪和迎浪2种工况下的负载激励,并进行船舶运动和液舱晃荡的耦合运动时域解算分析。
关键词
势流理论 船舶 晃荡运动
Keywords
potential flow theory ships wobbling motion
分类号
U664.22
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 基于三维势流理论的耐波性数值预报
被引量：8
2
作者
祝昊 高霄鹏
机构
海军工程大学舰船工程系
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2016年第7期16-20,共5页
文摘
准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件WASIM基于时域势流理论,采用Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模DTMB5512为对象,采用WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明:利用WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。
关键词
耐波性 数值预报 三维势流理论 非线性 线性切片法
Keywords
seakeeping numerical prediction 3-D potential flow theory nonlinearity linear strip method
分类号
U661.32
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 基于势流理论的门桥兴波阻力计算
被引量：1
3
作者
程建生 王景全 王建平
机构
解放军理工大学工程兵工程学院
出处
《解放军理工大学学报（自然科学版）》
EI
2003年第2期56-59,共4页
文摘
提出了门桥漕渡水阻力计算 ,特别是兴波阻力计算的新方法。该方法基于势流理论 ,考虑门桥的漕渡速度和水流速度 ,通过坐标变换 ,确定了速度势的适定性条件。并选择合适的格林函数满足除门桥湿表面以外的其他定解条件 ,则场内的速度势只要由这一格林函数及其法向导数在门桥的湿表面上分布即可决定 ,大大降低了计算工作量。最后 。
关键词
门桥漕渡 速度势 兴波阻力 水阻力 漕波速度 水流 速度 势流理论 数值计算
Keywords
raft ferrying velocity potential wave making resistance
分类号
TV131.22
[水利工程—水力学及河流动力学]
题名 基于势流理论的螺旋桨效率-噪声样本分析方法
被引量：1
4
作者
王超 赵雷明 孙聪 常晟铭 吴浩
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期434-441,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(52171300) 黑龙江省自然科学基金(LH2021E042)。
文摘
为了提高效率、降低噪声,螺旋桨设计需要在精确的性能预报基础上,平衡不同参数对设计目标带来的影响。本文以面元法为主要手段预报CLT桨的水动力性能,并引入噪声模型进行噪声预报。整个过程以4叶CLT (Contracted and Loaded Tip)桨—P1727桨为母型桨,在螺距比为原桨螺距比0.9~1.2倍范围内,考虑3叶、4叶、5叶三种叶数形式,最终计算100个设计桨案例的水动力性能和噪声性能。设计桨最终满足某中型船的推力要求,并寻找螺旋桨最小叶尖涡流噪声-最大效率解集。计算结果表明,在固定推力值的情况下,螺旋桨叶数与噪声成反比趋势,效率与噪声性能受螺距比影响,并呈现出一定的规律性。对于高效桨P1727而言,改变螺距比与叶数会使效率与噪声存在一定的平衡范围,可以应对不同的设计要求。
关键词
收缩和加载叶尖螺旋桨 势流理论 噪声预报 变参数分析 优化设计
Keywords
Contracted and loaded tip propeller Potential flow theory Noise prediction Variable parameter analysis Optimal design
分类号
U664.33
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用
5
作者
杨武刚 杨振才 邓秋霞 楚岩 巨永锋
机构
长安大学电子与控制工程学院 西北工业大学航海工程学院 长安大学理学院
出处
《火力与指挥控制》
CSCD
北大核心
2009年第6期124-127,共4页
基金
国防基础研究基金资助项目(K1804061802)
文摘
基于势流理论的假设,采取常规边界元法对具有自由面的定常平板和轴对称空泡流动数值方法进行了研究,运用Riabounchinsky镜像空化模型,建立了一种空泡自由面求解的优化迭代方法,以自由流线长度为参数求解模拟了定常无重工况下流经二维平板和轴对称圆盘的空化流动。数值计算结果与解析解的相对误差不超过3%,证实了轴对称体空泡外形的近似回转椭球体假说在空化器附近是不成立的。计算结果与同类文献数据的对比显示了边界元法进行空化流场计算具有着显著的优越性,所采用的迭代方法精度高、收敛速度快,所得结论对深入了解空化特性具有参考价值。
关键词
空化模型 势流理论 自由面 边界元法 数值计算
Keywords
cavity model, potential theory free surface, boundary element method, numerical computation
分类号
O359
[理学—流体力学]
题名 基于势流理论的双艉船型阻力计算研究
被引量：2
6
作者
张宝吉 马坤
机构
大连理工大学船舶CAD工程中心
出处
《造船技术》
2009年第2期6-8,共3页
文摘
双艉船型是一种高效节能船型,为了评价其阻力性能,以势流理论为基础,采用Rankine源法来计算带双尾川江2000吨级成品油船的兴波阻力,根据三因次换算法获得总阻力,通过与试验值相比较表明,数值计算得到的阻力系数、波高和波形图能够较好地反映实际船体的兴波情况。
关键词
势流理论 Rankine源法 双艉船型阻力性能
分类号
U661
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 基于势流理论的渡槽结构动力特性对比分析
被引量：6
7
作者
张银芳 乔俊蕾 白新理
机构
华北水利水电大学 河南省豫北水利勘测设计院
出处
《华北水利水电大学学报（自然科学版）》
2014年第2期51-55,共5页
基金
南水北调工程建设重大关键技术研究及应用(JGZXJJ06-10)
文摘
推导了基于势流理论的流固耦合系统的有限元基本方程,对两种U形截面(底部加厚和不加厚)的渡槽结构进行了动力特性计算和对比分析.在动力特性分析模型中,水体采用势流体模型进行模拟,考虑了流固耦合作用对渡槽结构的影响.通过对比分析得出:不同水深对两种U形截面渡槽的振型影响均表现在左右两槽横向反向弯曲振动上;底部加厚截面渡槽的横向刚度比底部不加厚截面渡槽的大,这使其能够承受较大水深水体的作用;底部加厚截面渡槽,由于底部纵向预应力筋张拉方便,因而被实际工程设计所采用.
关键词
渡槽 动力特性 势流理论 流 固耦合底部加厚 对比分析
Keywords
aqueduct dynamic characteristics potential flow theory fluid-structure interaction thickened bottom contrast analysis
分类号
TV332.4
[水利工程—水工结构工程]
TU311.3
[建筑科学—结构工程]
题名 基于三维势流理论的深远海养殖工船耐波性能分析
被引量：7
8
作者
韩冰 谌志新 崔铭超 王庆伟 王一帆 高瑞
机构
青岛海洋科学与技术试点国家实验室 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所
出处
《渔业现代化》
CSCD
2020年第6期58-65,共8页
基金
山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项(2018SDKJ0303-3) 青岛海洋科学与技术试点国家实验室支持自主科研课题“养殖工船液舱晃荡压力预报方法研究”。
文摘
深远海养殖工船是典型的具有自航能力、长期系泊在固定海域作业的工程船舶。由于作业工况的多样性,养殖工船的耐波性能分析比普通船舶更为复杂。以养殖工船实际设计项目为依托,基于三维势流理论,分别对养殖工船自航工况及系泊作业工况下的耐波性能进行研究,继而结合对频域和时域的仿真分析,以人员安全、设备安全及养殖安全为指标,对养殖工船耐波性能进行评价。结果显示:在1~5级海况下船体耐波性能表现良好,可以有效保证各项安全指标,在6级海况下,船舶的摇摆角度超出限值,此时应通过运营管理或加装减摇装置进行处理。初步构建了系统的养殖工船耐波性能分析方法及评价体系,可为其他养殖工船项目耐波性能的设计及优化提供参考。
关键词
深远海养殖 养殖工船 耐波性分析 三维势流理论
Keywords
deep-sea aquaculture aquacultural platform seakeeping performance analysis three-dimensional potential flow theory
分类号
S969
[农业科学—水产养殖]
题名 基于势流理论的跨海桥箱梁斜向波浪荷载作用研究
被引量：4
9
作者
魏魁 张彤 黄博
机构
桥梁结构健康与安全国家重点实验室 中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司 重庆交通大学
出处
《桥梁建设》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期90-97,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52008065) 中国博士后科学基金第68批面上资助项目(2020M683229) 重庆市自然科学基金面上项目(cstc2021jcyj-msxmX1082)。
文摘
为分析斜向波浪对跨海桥箱梁的影响,提出斜向波浪作用下跨海桥箱梁所受波浪荷载的理论计算方法。该方法基于势流理论建立斜向波浪-桥梁作用的数学模型,利用特征展开匹配法及伯努利原理计算箱梁所受的斜向波浪荷载。以平潭海峡公铁大桥为背景,对比分析淹没状态下箱梁的无量纲波浪荷载理论计算值与水槽试验值,验证所提出理论计算方法的准确性,分析波浪入射角和结构几何特征参数对斜向波浪荷载的影响规律。结果表明:所提出的跨海桥箱梁斜向波浪荷载计算方法准确、高效;波浪入射角对箱梁所受波浪荷载有显著影响,由长周期波浪引起的垂直波浪荷载对入射角的变化更为敏感;在斜向波浪作用下,结构的几何特征对箱梁所受水平方向波浪荷载的影响更为显著。在跨海桥箱梁设计时,建议考虑结构尺寸与斜向波浪入射角对波浪荷载的影响,通过结构优化与合理的桥位布置来降低波浪荷载对桥梁上部结构的影响。
关键词
跨海桥梁 箱形梁 斜向波浪 波浪荷载 波浪入射角 结构几何特征 势流理论
Keywords
sea-crossing bridge box girder oblique wave wave force wave incident angle structural geometry potential flow theory
分类号
U448.213
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
U441.2
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
题名 基于势流理论的大型船舶最小装机功率波浪增阻预报
被引量：3
10
作者
吴思莹 伍丹 丁惊雷
机构
上海外高桥造船有限公司
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2020年第8期88-92,共5页
文摘
IMO组织对于船舶最小功率要求提出了严苛要求,为求得船舶最小功率要求需要计算船舶在极端海况下受到的总阻力,其中波浪增阻的计算最为困难。目前广泛采用的CFD方法在计算VLCC这类超大型船舶的波浪增阻时效率较低。为快速准确计算这类船舶的波浪增阻,本文以32万吨VLCC为例,利用水动力计算软件Aqwa分别计算出其在静水及波浪环境下受到的阻力,通过两者相减得到波浪增阻。与模型试验结果相比较发现,采用三维势流理论预报波浪增阻计算效率高且结果准确,可作为此类船舶开发前期的波浪增阻预报参考。但在单独计算静水及波浪中阻力时误差较大,不建议采取这一方法。本文验证了这一方法在低Frude数时的准确性,高Frude数时这一方法是否有效还需进一步验证。
关键词
最小装机功率 波浪增阻 三维势流理论 VLCC
Keywords
minimum propulsion power wave added thrust three-dimensional potential flow theory VLCC
分类号
U662.2
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 基于三维势流理论的浮托驳船安装设计
被引量：2
11
作者
周绪强
机构
交通运输部烟台打捞局打捞技术开发中心
出处
《中国海洋平台》
2022年第5期62-68,共7页
文摘
在三维势流理论的基础上通过边界条件和控制方程分析流体入射势、辐射势、绕射势等3种速度势,引入悬链线法和集中质量法建立关于浮托安装进船、浮托安装退船、驳船就位停泊等3个阶段的驳船船缆耦合运动模型。当波浪方向为270°时停泊就位阶段最大系泊缆张力达176.67 t,对应的系泊缆为左舷艉部,此时安全因数最小(2.16),系泊缆设计张力为185.20 t。在进船阶段艉部系泊缆张力在3个阶段依次减小,舯部和艏部系泊缆张力在3个阶段依次增大。集中质量法求得的和MOSES软件得到的进船和退船系泊缆张力误差分别为2.3%和5.6%。研究设计的浮托驳船安装系泊运动计算模型适用于不同工况下的系泊缆张力。
关键词
浮托驳船 安装 三维势流理论 集中质量法
Keywords
floating barge installation three dimensional potential flow theory concentrated mass method
分类号
U674.183
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 任意翼剖面势流理论的近似解
12
作者
韩久瑞
机构
武汉水运工程学院船舶流体力学教研室
出处
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
1980年第1期42-56,共15页
文摘
本文用保角变换法求解不可压、二元剖面势流问题,在求变换函数的过程中作了近似的变换处理,其方法的主要特点是获得了对任意翼型表面的速度和压力分布的近似解析表达式。为了区别其它有关计算方法,特将此方法取名为“R”近似计算方法。文中利用所推导的V、P的解析近似表达式,对任意对称翼型“薄翼”剖面翼型和任意非对称翼型作了计算,并与传统近似解和试验结果作了比较,从而证明本文所提出的“R”方法与试验结果能够很好地符合。
关键词
翼剖面 压力分布 分布(力学) 翼型 势流理论 近似解
分类号
O1
[理学—基础数学]
题名 基于势流理论的两种U形截面渡槽结构静力对比分析
13
作者
张文刚 乔俊蕾 原玉昌
机构
河南省豫北水利勘测设计院
出处
《水利建设与管理》
2013年第5期45-49,共5页
文摘
本文分别对槽底加厚(截面A)和不加厚(截面B)U形截面渡槽结构进行了静力有限元计算,考虑了空槽、半槽和满槽水深三种工况,得出了一些它们在静力作用下的变形和受力特点,分析结果可以为渡槽结构截面形式合理性研究及其工程应用提供参考。
关键词
槽底加厚 典型截面 势流理论 纵向受力钢筋
分类号
TV672.3
[水利工程—水利水电工程]
题名 直接边界元法解势流速度场问题
被引量：3
14
作者
李井煜 卢晓平 赵鹏伟
机构
海军工程大学舰船工程系
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2015年第1期68-75,共8页
基金
国家部委基金资助项目
文摘
在船舶水动力学中,大多采用以Hess-Smith方法为基础的间接边界元法求解势流绕流问题,但Hess-Smith方法本质上是基于物理直观提出,在理论和数值计算上都存在着缺点。直接边界元法虽然在船舶水动力领域有着非常广阔的应用前景,但至今应用较少。为推广直接边界元法在船舶水动力学中的应用,根据边界积分法建立积分方程,采用直接边界元法对无界势流绕流问题予以求解,得出流场速度势和物面上的速度分布,并通过与解析解的比较进行误差分析。对二维、三维问题的算例进行数值计算。数值计算过程用Matlab编程实现。结果表明:直接边界元法在求解船舶势流绕流问题中具有足够的精度和较高的效率,且数值计算实现过程更简洁,可发展成为求解船舶兴波等船舶水动力学问题的通用方法。
关键词
直接边界元法 势流理论 数值积分 船舶水动力学
Keywords
direct boundary element method potential flow theory numerical integration ship hydrodynamics
分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 参数化单元边界元法解势流速度场问题
被引量：2
15
作者
刘梦超 刘延俊 薛钢 吴瀚崚
机构
山东大学海洋研究院 山东大学机械工程学院 山东大学高效清洁机械制造教育部重点实验室
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2018年第5期77-84,90,共9页
基金
国家重点研发计划-战略性国际科技创新合作重点专项(2016YFE0205700) 国家自然科学基金委员会山东省人民政府联合基金重点支持项目(U1706230) 山东大学基本科研业务经费资助项目(2016JC035)
文摘
[目的]边界元法在海洋工程水动力学中有着广阔的应用前景,为推广边界元法在海洋工程水动力学中的应用,[方法]根据边界积分法建立积分方程,采用参数化单元边界元法对势流问题进行求解,得出流场速度势。对经典算例进行数值计算,与数学解析解比较,并进行误差分析。在二维问题下,分别采用非连续参数化单元和参数化单元边界元法求解势流速度场问题;在三维问题下,采用参数化单元边界元法求解势流速度场问题。[结果]结果显示,在二维问题下,采用非连续参数化单元边界元法求解势流问题具有较高的精度和效率,可以在采用较少单元数的情况下得到较为理想的数值解;在三维问题下采用参数化单元边界元法虽然计算速度较快,并可以得到较好的平均相对精度,但有些点误差较大,需要改进算法或使用其他单元进行求解。[结论]参数化单元边界元法在求解海洋工程势流问题时,数值计算实现过程更简洁,可发展成为求解船舶兴波等船舶水动力学问题的通用方法。
关键词
参数化单元 边界元法 势流理论 数值积分
Keywords
parameterized elements Bounday Element Method(BEM) potential flow theory numerical integration
分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 无限区域二维势流直接边界元法精度分析
被引量：1
16
作者
韩玉超 卢晓平 王中
机构
海军工程大学舰船工程系
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2015年第4期39-45,54,共8页
基金
国家部委基金资助项目
文摘
边界元法作为一种重要的数值方法已在许多领域得到广泛应用,但在船舶水动力势流理论数值计算方面,有关直接边界元法的研究并不充分,尤其是在船舶兴波阻力势流理论求解方面,以往的"面元法"通常是基于Hess-Smith法的间接法,这类方法在理论和数值计算上都存在着缺陷。针对船舶水动力势流理论计算,采用直接边界元法,对二维势流无界绕流算例进行系统的数值计算,并根据二维势流问题的计算结果详细探讨边界单元离散形式和单元上的数值积分方法对计算精度的影响,各项数值计算均以Matlab软件编程实现。结果表明,采用常数单元和龙贝格积分法能够得到较准确的结果,且计算速度较快。
关键词
直接边界元法 势流理论 边界离散 数值积分
Keywords
Direct Boundary Element Method （DBEM） potential flow theory boundary discretization numerical integration
分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 横倾船舶三维非定常扰动势流特性
17
作者
冯乾栋 胡嘉骏 张凡
机构
中国船舶科学研究中心
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2015年第4期7-12,共6页
文摘
当船舶出现破损淹舱或者在波浪中做横摇运动时,船体都会出现横倾,这会使得船舶在水面下的湿表面与正浮时不再相同,船体周围的非定常流场因此会发生改变。本文基于三维线性势流理论,使用奇点分布法对具有不同横倾角的Wigley III船型的非定常扰动速度势展开计算,进而求解Wigley III船型水动力系数与波浪激励力。计算结果表明,横倾对垂荡、横摇、纵摇水动力系数的影响比较明显;在顶浪下,横倾对横向的波浪激励力影响显著。
关键词
横倾 三维势流理论 水动力系数 波浪激励力
Keywords
heel 3D potential flow theory hydrodynamic coefficients wave exciting force
分类号
U674.7
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 海洋内波和洋流联合作用下水中悬浮隧道的动力响应
被引量：14
18
作者
田雪飞 董满生 逄焕平 林志 牛忠荣
机构
合肥工业大学交通运输工程学院 招商局重庆交通科研设计院有限公司 合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2014年第1期71-80,共10页
基金
交通运输部建设科技项目(2013318740050) 中国博士后科学基金特别项目(201003274) 中国博士后科学基金(20110490833)~~
文摘
基于势流函数理论建立层化海洋内波流场,采用Morison方法考虑内波和洋流联合作用力,建立悬浮隧道-流体相互作用非线性振动数学物理模型.运用Galerkin(伽辽金)法数值求解振动微分方程,研究海洋内波和洋流共同作用下水中悬浮隧道的多模态动力响应行为.通过对拟建隧道实例的计算分析,结果表明:第一阶模态对位移响应贡献最大,在内波、洋流联合作用下,海洋内波的作用不可忽视,使第一、三阶模态的幅值都有大幅度增加,且反映出强非线性.研究成果为悬浮隧道结构荷载分析及复杂环境下海洋工程结构物所受环境荷载的研究提供有益探讨.
关键词
水中悬浮隧道 海洋内波 洋流 势流理论 Morison公式
Keywords
submerged floating tunnel ocean internal wave sea current potential flow theo-ry Morison formula
分类号
O327
[理学—一般力学与力学基础]
题名 水平刚性面下方水下爆炸气泡垂向运动的理论研究
被引量：13
19
作者
方斌 朱锡 陈细弟 张振华
机构
海军工程大学船舶与海洋工程系
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第4期345-350,共6页
基金
国家安全重大基础研究项目(51335020101)
文摘
为了研究边界面对水下爆炸气泡脉动的影响,根据势流理论建立了水平刚性面下方在浮力作用下作垂向运动的水下爆炸气泡的理论模型,编制计算程序进行求解。对水下爆炸气泡脉动运动的特点、流场的速度和压力的分布、气泡引起的载荷形式进行了分析。结果表明此模型能够反映水下爆炸气泡和周围流体介质的运动规律,并能进行定量的计算。
关键词
爆炸力学 气泡脉动 势流理论 水下爆炸气泡 水平刚性面边界
Keywords
mechanics of explosion bubble pulsation potential flow theory underwater explosion bubble horizontal rigid plane
分类号
O382.1
[理学—流体力学]
U674.703
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 大尺度柱状结构物波流荷载研究
被引量：11
20
作者
聂锋 潘军宁 王晓敏 王兴刚
机构
南京水利科学研究院 河海大学港口海岸与近海工程学院
出处
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2013年第3期65-70,共6页
文摘
大型深水工程往往面临水深、浪大以及流急等复杂自然条件,将受到巨大的水平波流力,在工程设计中需准确考虑波流力的大小.通过在波流水槽进行圆柱、方柱和矩形柱波流力系列试验,进行大尺度柱状结构物波流荷载研究,同时建立数学模型,应用边界元法求解大尺度柱体上的波浪荷载,编写了Fortran程序计算波浪力,运用柱体绕流理论计算水流力.对比分析试验结果和数值计算结果提出了波流力工程计算方法:对于深水大尺度柱状结构物波流力可由波浪力线性迭加水流力再乘以1.04得到,计算中波浪要素采用水流影响下的要素,水流力采用柱体绕流求得.按此方法计算波流力,并与物理模型试验结果进行对比,两者误差较小,满足工程设计的精度要求.
关键词
大尺度 柱状结构物 波流 力 势流理论
Keywords
large scale cylinder structures wave-current force potential theory
分类号
TV139.26
[水利工程—水力学及河流动力学]
