X30浮式风力机浮体运动响应控制及水动力特性研究

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作者 王琦 俞斌 +1 位作者 唐新政 霍发力 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期668-677,共10页

为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合... 为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合分析方法,通过模型试验完成浮式风力机浮体水动力特性分析,根据其运动响应(特别是垂荡响应)偏大的问题,在风力机浮式基础的立柱结构底部下,增设4种不同的垂荡板结构。通过运用模型试验方法,重点研究不同垂荡结构作用下的运动响应控制效果,同时研究不同垂荡结构下风力机浮体的固有周期、实测阻尼、运动响应的不同波高特性和周期敏感性。其次,采用模型试验修正后的数值分析,对不同垂荡结构处承受的波浪载荷进行研究,获得垂荡结构波浪载荷特性。基于优选出的垂荡结构,研究畸形波作用下的垂荡运动控制效果。 展开更多

关键词 浮式风力机 运动控制 数值分析 模型实验 水动力特性 畸形波

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典型突出体水动力噪声特性与控制技术研究

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作者 刘永伟 郑朋辉 +1 位作者 周文林 商德江 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期771-786,共16页

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计... 水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计算,分析不同流速条件下两种突出体水动力噪声的产生特性,发现矩形入口突出体比圆形入口突出体的辐射噪声小。为进一步降低噪声,采用锯齿结构对矩形入口突出体进行流动控制,发现在矩形入口前缘添加锯齿的降噪效果优于在尾缘添加锯齿,并归纳了具有最佳降噪效果的锯齿参数。为验证数值计算结果,分别加工了四种突出体模型,并在重力式低噪声水洞中开展试验测试。结果表明,采用锯齿优化的矩形入口突出体,在10~2000 Hz范围内有较好的降噪效果。上述研究成果可为水下航行器突出体的低噪声设计提供参考。 展开更多

关键词 突出体 水动力噪声 流动控制 锯齿结构

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基于双端口声源特性测试方法的离心泵水动力噪声试验研究 被引量：4

3

作者 孙玉东 钟荣 +2 位作者 王锁泉 郝夏影 王晶 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期198-205,共8页

流体驱动机械不仅由其机壳振动而产生空气噪声,同时由于内部叶轮与流体介质和蜗壳的相互作用产生沿流体介质传递的水动力噪声。泵的水动力噪声是相连管路系统振动噪声的激励源之一,在管内安装水听器直接测试获得的水泵噪声会受到相连管... 流体驱动机械不仅由其机壳振动而产生空气噪声,同时由于内部叶轮与流体介质和蜗壳的相互作用产生沿流体介质传递的水动力噪声。泵的水动力噪声是相连管路系统振动噪声的激励源之一,在管内安装水听器直接测试获得的水泵噪声会受到相连管系的影响。为表征水泵的水动力噪声属性,在前期研究中建立了水泵作为双端口声源的理论模型和源特性测试与参数提取分析方法,并应用于泵和阀门的双端口源特性测试。文章简要地回顾了相关研究结果,并针对离心泵测试结果进行了分析和总结。 展开更多

关键词 双端口声源 源特性 离心泵 水动力噪声

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控制动作下带缆遥控水下机器人的水动力特性 被引量：10

4

作者 吴家鸣 崔寅 +2 位作者 邓威 伍力 马志权 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期150-157,共8页

首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转... 首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转速之间的相互关系进行辨识和换算;在此基础上构建了一个完整的、包括模糊神经控制器、机器人水动力数学模型以及推进力和转速换算模块的带缆遥控水下机器人控制系统;最后,在考虑系统各部分间相互影响的前提下进行了水动力特性的整体分析和计算.数值计算结果表明,所建立的控制系统可以对带缆遥控水下机器人进行有效的轨迹和姿态控制,文中方法可以从整体的角度分析一定控制动作下水下机器人的水动力响应. 展开更多

关键词 带缆遥控水下机器人 水动力特性 模糊神经网络 轨迹控制 姿态控制 数值计算

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PPTC螺旋桨空化噪声特性及空化发声机理的数值研究

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作者 吕舒键 韩承灶 +1 位作者 杨睿 黄卫国 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期57-69,共13页

[目的]旨在有效抑制螺旋桨空化噪声,研究螺旋桨空化噪声特性及空化发声机理。[方法]基于大涡模拟(LES)与可渗透的FW-H(PFW-H)方程远场解相结合的方法,对PPTC(Potsdam Propeller Test Case)螺旋桨空化流场和声场进行高精度仿真,重点研究... [目的]旨在有效抑制螺旋桨空化噪声,研究螺旋桨空化噪声特性及空化发声机理。[方法]基于大涡模拟(LES)与可渗透的FW-H(PFW-H)方程远场解相结合的方法,对PPTC(Potsdam Propeller Test Case)螺旋桨空化流场和声场进行高精度仿真,重点研究空化对远场噪声频谱分布特性的影响及其发声机制。[结果]模拟的水动力场结果与试验数据吻合较好。研究发现,螺旋桨周围片空化(SC)和梢涡空化(TVC)的演变过程均存在显著的周期性特征,均贡献了高强度的主频噪声。其中,片空化的初生和溃灭演变过程伴随着高强度的瞬时空化体积变化,导致高频宽带噪声加剧;梢涡空化演变时出现体积回弹行为,诱发了高强度的连续声压脉动,导致在高于主频的频率处产生显著的噪声峰值。[结论]研究结果可为工程中螺旋桨空化噪声控制策略的提出和实现提供理论依据。 展开更多

关键词 船用螺旋桨 空化流动噪声 空化噪声控制 噪声特性 空化发声机理 空化动力学 数值模拟

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指挥室围壳水动力噪声及控制技术研究综述 被引量：2

6

作者 章文文 徐荣武 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第6期72-89,共18页

指挥室围壳是潜艇水动力噪声最为突出的部位之一。为分析围壳水动力噪声的机理和特性,总结其控制技术特点和发展趋势。首先,对指挥室围壳水动力噪声的基本机理和组成进行概述,归纳梳理围壳直接辐射噪声、二次辐射噪声和开口流激空腔噪声... 指挥室围壳是潜艇水动力噪声最为突出的部位之一。为分析围壳水动力噪声的机理和特性,总结其控制技术特点和发展趋势。首先,对指挥室围壳水动力噪声的基本机理和组成进行概述,归纳梳理围壳直接辐射噪声、二次辐射噪声和开口流激空腔噪声这3类噪声源的国内外研究现状;然后,对围壳水动力噪声控制技术的研究进展进行概述,包括填角设计、"薄翼"型围壳设计、开口空腔噪声控制等;最后,针对围壳水动力噪声治理需要进一步研究的几个方面进行展望。通过系统地梳理总结,比较完整地阐述了围壳水动力噪声的基本机理和控制技术的进展概况,可供水动力噪声研究和舰船设计人员参考。 展开更多

关键词 指挥室围壳 水动力噪声 噪声控制 湍流脉动 空腔噪声

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锯齿形叶梢螺旋桨高负荷水动力和减振降噪特性试验研究 被引量：3

7

作者 华汉金 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期90-94,共5页

本文用涡动力学理论分析了锯齿形叶梢对螺旋桨的梢涡的影响。在拖曳水池中分别对常规、后倾且侧斜和后缘锯齿形叶梢的螺旋桨模型进行了水动力特征试验。在大型空泡水筒中的模拟伴流场中分别对这三种形状叶梢的螺旋浆模型进行了高负荷水... 本文用涡动力学理论分析了锯齿形叶梢对螺旋桨的梢涡的影响。在拖曳水池中分别对常规、后倾且侧斜和后缘锯齿形叶梢的螺旋桨模型进行了水动力特征试验。在大型空泡水筒中的模拟伴流场中分别对这三种形状叶梢的螺旋浆模型进行了高负荷水动力时的脉动压力和噪声测试。试验结果表明 ,用锯齿形叶梢螺旋桨在高负荷时效率可提高2 .5 % ,激振力降低 44 .2 % ,噪声下降 3 -5dB。而这一切是在用后倾侧斜叶梢螺旋桨已经取得了明显增效和减振降噪效果的基础上又增加的效果。试验验证了用涡量汇的理论分割桨叶梢涡的设计思想是正确的和可行的。 展开更多

关键词 锯齿形叶梢 螺旋浆 负荷 减振降噪特性 试验研究 梢涡 振动 噪声 水动力试验

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海上滑行时两栖车辆的水动力特性数值计算 被引量：2

8

作者 詹超 尉庆国 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第4X期13-15,共3页

为了提高海上滑行时两栖车辆的动力控制能力,进行海上滑行时两栖车辆的水动力特性数值计算分析,结合力学控制方法进行两栖车辆的水动力建模和控制优化。提出基于运动力学和阻尼力反馈调节的海上滑行时两栖车辆水动力解算模型,构建两栖... 为了提高海上滑行时两栖车辆的动力控制能力,进行海上滑行时两栖车辆的水动力特性数值计算分析,结合力学控制方法进行两栖车辆的水动力建模和控制优化。提出基于运动力学和阻尼力反馈调节的海上滑行时两栖车辆水动力解算模型,构建两栖车辆在海上滑行时的运动学模型和动力学模型,根据滑行时的阻尼力和水动力进行平衡性控制,在考虑小扰动和稳态误差干扰下,根据两栖车辆的受力情况进行阻尼反馈调节,提高两栖车辆的滑行控制能力,并实现两栖车辆的水动力特性数值优化解算。仿真结果表明,通过对两栖车辆的水动力特性数值计算,提高两栖车辆的海上滑行稳定控制性能,输出动态平稳性较好。 展开更多

关键词 海上滑行 两栖车辆 水动力特性 控制

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轨道交通噪声控制结构设计及吸声材料研究 被引量：10

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作者 马保国 朱洪波 +1 位作者 董荣珍 胡利民 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期25-29,共5页

按照轨道交通噪声及声波传播特性设计噪声控制结构,在轨道中央和两侧分别采用T形和变形的倒L形结构能够提高噪声控制效率并减少对观光功能的影响;同时利用吸声尖劈、多孔性材料、空腔共振、薄膜共振等多种吸声结构,分别进行吸声材料的... 按照轨道交通噪声及声波传播特性设计噪声控制结构,在轨道中央和两侧分别采用T形和变形的倒L形结构能够提高噪声控制效率并减少对观光功能的影响;同时利用吸声尖劈、多孔性材料、空腔共振、薄膜共振等多种吸声结构,分别进行吸声材料的外形、结构、表面防水处理以及制备工艺设计;以膨胀珍珠岩为骨料并对其进行憎水预处理,采用快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料和Dura纤维增强材料,运用无机发泡技术和半干料压缩成型工艺,通过控制颗粒粒径、压缩比以及搅拌、加水等工艺过程,制备出的吸声材料CEMCOM在125,250,500,1000,2000,4000Hz6种频率的吸声系数分别达到0.21,0.66,0.91,0.94,1.06,0.99,满足ASTME761标准要求。 展开更多

关键词 交通噪声 控制结构设计 材料研究 轨道 快硬硫铝酸盐水泥 纤维增强材料 压缩成型工艺 吸声材料 多孔性材料 膨胀珍珠岩 传播特性 控制效率 吸声尖劈 吸声结构 工艺设计 防水处理 水预处理 胶凝材料 发泡技术 颗粒粒径 工艺过程

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声类比水下圆柱绕流声学特性研究 被引量：4

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作者 张小锋 刘国庆 +1 位作者 赵成 张涛 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第11期120-124,128,共6页

本文以三维刚性圆柱为研究对象,开展了基于大涡模拟和Lighthill声类比理论的混合数值模拟方法研究,确定了合适的声学计算模型参数。结合噪声频域特性和声学指向性,对比分析了不同雷诺数(Re=4.3×10~4、Re=1.0×10~5、Re=1.8... 本文以三维刚性圆柱为研究对象,开展了基于大涡模拟和Lighthill声类比理论的混合数值模拟方法研究,确定了合适的声学计算模型参数。结合噪声频域特性和声学指向性,对比分析了不同雷诺数(Re=4.3×10~4、Re=1.0×10~5、Re=1.8×10~5和Re=2.5×10~5)、不同间距比(L/D=2、3、4和5)和不同排列方式(串联、并联和交错45°)下有限高单圆柱及双圆柱的水动力噪声特性,讨论了雷诺数、间距比以及排列方式对圆柱绕流水动力噪声的影响,为实现水下钝体和航行器流噪声的精确预报提供了详细的数值模拟方法指导。 展开更多

关键词 圆柱绕流 声学计算模型 水动力噪声特性

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螺旋桨低频流噪声模拟方法研究 被引量：15

11

作者 龚京风 张文平 +1 位作者 明平剑 宣领宽 《中国舰船研究》 2012年第5期14-21,共8页

针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场... 针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出,螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明:离散噪声远大于宽带噪声;宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起,宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动;在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小,在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。 展开更多

关键词 螺旋桨 大涡模拟 水动力特性 低频流噪声

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基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究 被引量：4

12

作者 梁利华 赵朋 +1 位作者 张松涛 苑佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1539-1545,共7页

零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减... 零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。 展开更多

关键词 相位匹配 零航速 减横摇 减摇鳍 控制策略 水动力特性 数值仿真 水池实验

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沟槽表面控制湍流发展及降噪的机理 被引量：1

13

作者 曲俊超 刘永伟 商德江 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期86-92,共7页

以SUBOFF指挥台围壳-艇身模型为研究对象,通过数值计算指挥台围壳附近的非定常流动,分析了来流流经指挥台围壳后产生的不稳定流动现象,总结其噪声产生机理;提出了一种仿照鲨鱼皮肤沟槽的水动力噪声控制方法,通过在指挥台围壳与艇身交接... 以SUBOFF指挥台围壳-艇身模型为研究对象,通过数值计算指挥台围壳附近的非定常流动,分析了来流流经指挥台围壳后产生的不稳定流动现象,总结其噪声产生机理;提出了一种仿照鲨鱼皮肤沟槽的水动力噪声控制方法,通过在指挥台围壳与艇身交接部位开设若干沟槽,研究沟槽表面控制湍流发展及降噪的机理。结果表明:沟槽可以抑制边界层分离,抑制马蹄涡的产生,降低由马蹄涡激励艇身产生的低频线谱噪声;沟槽的降噪量随深度的增加而增加,在本模型中的最大降噪效果可达13 dB。 展开更多

关键词 沟槽 流动控制 水动力噪声

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基于CFD的对转桨无空泡噪声的仿真预报 被引量：4

14

作者 侯知音 王超 白雪夫 《船海工程》 北大核心 2015年第4期37-40,共4页

为建立有效的预报对转桨无空泡噪声特性的方法,基于CFD方法对CRP-7对转桨进行数值仿真。使用FLUENT 14.0计算均匀来流下的瞬态水动力性能,利用FLUENT 14.0中的声学仿真模块进行无空泡线谱噪声的数值模拟分析,将数值计算得到的声压频谱... 为建立有效的预报对转桨无空泡噪声特性的方法,基于CFD方法对CRP-7对转桨进行数值仿真。使用FLUENT 14.0计算均匀来流下的瞬态水动力性能,利用FLUENT 14.0中的声学仿真模块进行无空泡线谱噪声的数值模拟分析,将数值计算得到的声压频谱曲线同理论计算值进行对比,再模拟并分析噪声指向性。实验值与理论计算值对比表明,所构建的计算方法可靠。对转桨无空泡线谱噪声呈周期性脉动的规律及近桨处声指向性为与单桨不同的类"8"字形分布。 展开更多

关键词 对转桨 CFD 水动力性能 噪声特性

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潜艇X形舵和十字形舵等效舵角研究 被引量：6

15

作者 张涛 林俊兴 《船海工程》 2004年第5期1-3,共3页

在分析潜艇X形舵水动力特性的基础上 ,建立了舵叶面积不相等的X形舵和十字形舵舵角的等效关系 ,并考虑流场差异对水动力的影响 ;结论适用于潜艇X形舵的初步设计以及操纵控制系统 ,解决了X形舵在潜艇上应用的一个实际问题。

关键词 潜艇 舵叶 操纵控制系统 水动力特性 初步设计 基础 等效关系 相等 流场 结论

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“双碳”目标下燃煤机组深度调峰问题研究 被引量：15

16

作者 张树利 《广东电力》 2022年第7期56-63,共8页

在“双碳”目标下,燃煤机组必须配合非化石能源机组进行深度调峰,在此过程中存在热电解耦难、汽轮机末级叶片水蚀、锅炉稳燃性差、选择性还原脱硝入口烟温低、直流炉水动力特性差、锅炉积灰、协调控制品质差等问题。综合当前既有研究与... 在“双碳”目标下,燃煤机组必须配合非化石能源机组进行深度调峰,在此过程中存在热电解耦难、汽轮机末级叶片水蚀、锅炉稳燃性差、选择性还原脱硝入口烟温低、直流炉水动力特性差、锅炉积灰、协调控制品质差等问题。综合当前既有研究与运行实践经验,认为:切除低压缸运行与电热锅炉技术可实现不同程度的解耦,燃烧器改造可从本质上提升锅炉稳定性,零号高压加热器技术可有效提高脱硝入口烟温,提高末级叶片材质可防止水蚀,零号高压加热器、高位燃烧器、烟气再循环等措施有助于改善水动力特性差问题,增加声波吹灰器可有效消除烟道积灰,系统逻辑优化可提高协调控制品质。此外,深度调峰期间仍需对其他问题进行研究,例如锅炉氧化皮脱落、锅炉6大风机安全裕量小、高低压加热器疏水逐级自流等,以提升燃煤机组深度调峰的灵活性,保证机组的安全、经济运行。 展开更多

关键词 深度调峰 热电解耦 锅炉稳燃 脱硝入口烟温 水动力特性 锅炉积灰 水蚀 协调控制

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基于POD推进器的运动仿真分析

17

作者 李红艳 李庆辉 赵文艳 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第6期28-30,共3页

POD推进器是一种新型的电力推进器,近年来在船舶领域获得了广泛的重视。POD推进器相对于传统的柴油动力系统推进器,具有方向控制灵活、水动力特性好、空间利用率高等优点。本文研究的主要内容是POD推进器船舶的运动控制仿真,通过分析PO... POD推进器是一种新型的电力推进器,近年来在船舶领域获得了广泛的重视。POD推进器相对于传统的柴油动力系统推进器,具有方向控制灵活、水动力特性好、空间利用率高等优点。本文研究的主要内容是POD推进器船舶的运动控制仿真,通过分析POD推进器船舶的动力特性,建立运动控制系统,并在Matlab中进行了运动控制仿真。 展开更多

关键词 POD推进器 运动控制 水动力特性 MATLAB

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圭亚那型2300 TEU集装箱船优化设计

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作者 任奕舟 王彩莲 张维毅 《船海工程》 北大核心 2022年第6期6-10,共5页

结合圭亚那型集装箱新船型具有窄边舱、高冷箱数等特点,考虑到2300 TEU集装箱船须适应欧洲—加勒比—南美北部航线浅吃水等特定要求,在船体尺度、装箱数、冷箱数等方面应较上一代圭亚那型集装箱船进一步提升,故在设计过程中实施航线特... 结合圭亚那型集装箱新船型具有窄边舱、高冷箱数等特点,考虑到2300 TEU集装箱船须适应欧洲—加勒比—南美北部航线浅吃水等特定要求,在船体尺度、装箱数、冷箱数等方面应较上一代圭亚那型集装箱船进一步提升,故在设计过程中实施航线特征匹配、水动力优化、纵倾优化、纵倾范围拓展、振动和噪声控制等关键设计技术,与该航线现有的主要船型进行主要性能的对比,结果表明,整体性能优秀。 展开更多

关键词 圭亚那型 集装箱船 水动力优化 振动和噪声控制

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