基于重叠网格技术的潜艇热尾流在正负温度分层环境下的数值仿真 被引量：1

1

作者 吴霆锋 杜永成 +2 位作者 杨立 王保霖 张泽华 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第7期37-42,共6页

实际海洋环境中存在温度分层现象,研究其对于潜艇尾流浮升扩散的影响具有重要意义。本文基于重叠网格技术,建立潜艇热尾流三维模型,对潜艇尾流在正负温度分层环境的浮升扩散进行数值模拟,分析其浮升过程与海面红外特征,研究了温度分层... 实际海洋环境中存在温度分层现象,研究其对于潜艇尾流浮升扩散的影响具有重要意义。本文基于重叠网格技术,建立潜艇热尾流三维模型,对潜艇尾流在正负温度分层环境的浮升扩散进行数值模拟,分析其浮升过程与海面红外特征,研究了温度分层的正负与梯度大小对于潜艇尾流的影响。结果表明:分层环境下,海面红外特征主要由潜艇运动引起的的海水扰动所导致;分层环境下海面红外特征相比均匀海水更为明显;分层环境对于冷却水浮升具有抑制作用,且抑制效果与温度梯度大小正相关;海面最大温差与温度分层梯度基本呈正比例关系。 展开更多

关键词 热尾流 温度分层 重叠网格技术 数值仿真

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基于重叠动网格技术的内燃机机油泵瞬态供油特性分析 被引量：2

2

作者 董非 范秦寅 +2 位作者 尹必峰 胡国梁 郭晨海 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期119-124,共6页

采用重叠动网格技术建立了某转子式机油泵内部流场瞬态分析模型并进行了模拟研究,得到了该机油泵内部瞬态流场的压力分布、速度分布和流量情况,与试验结果对比表明:二者相对误差基本都在4%以内,仿真精度较好。同时,分析了有无凸舌形状... 采用重叠动网格技术建立了某转子式机油泵内部流场瞬态分析模型并进行了模拟研究,得到了该机油泵内部瞬态流场的压力分布、速度分布和流量情况,与试验结果对比表明:二者相对误差基本都在4%以内,仿真精度较好。同时,分析了有无凸舌形状的卸荷槽结构对供油性能的影响,结果表明:凸舌形状的卸荷槽结构对机油泵供油量影响不大,但对泵内压力波动影响较大,有凸舌结构可以有效减小内部的压力波动和负压值,防止气蚀现象的发生。 展开更多

关键词 内燃机 重叠动网格技术 机油泵 供油特性

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基于重叠网格的船模停船操纵CFD数值模拟 被引量：4

3

作者 孙晨光 王建华 万德成 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期8-14,共7页

[目的]随着国际航运业的迅速发展,港口和航道变得日益拥堵,研究大型船舶的停船性能对于航行安全至关重要。[方法]使用基于开源CFD软件OpenFOAM自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,以及船舶六自由度运动和带桨多级物体运动求解模块,采用重... [目的]随着国际航运业的迅速发展,港口和航道变得日益拥堵,研究大型船舶的停船性能对于航行安全至关重要。[方法]使用基于开源CFD软件OpenFOAM自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,以及船舶六自由度运动和带桨多级物体运动求解模块,采用重叠网格技术,对带桨KVLCC2船模进行紧急停船操纵数值模拟。首先,控制螺旋桨转速,使船模达到稳定自航状态;然后,在某时刻控制螺旋桨倒转,以达到紧急停船操纵的目的。通过对全粘性流场的整体求解,给出船模自航以及停船操纵过程中的运动状态和细致流场信息,分析倒车效应产生的原因,并将数值预报结果与相关试验数据进行对比验证。[结果]结果显示,数值预报结果与相关试验数据间误差在5%以内,证明采用naoe-FOAM-SJTU求解器对船舶倒车停船操纵问题进行数值预报是可靠的。[结论]所采用的方法可针对停船问题为船舶前期设计和操纵方式的选择提供参考。 展开更多

关键词 停船操纵 naoe-FOAM-SJTU求解器 重叠网格技术

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基于重叠网格的唇口移动变几何进气道数值模拟研究 被引量：1

4

作者 唐晗 郑冠男 黄程德 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期120-138,共19页

为研究吸气式冲压发动机变几何进气道的气动特性及流动机理,采用发展的重叠网格技术,对变几何平动方式的进气道开展了数值模拟研究。针对存在物面接触重叠网格的挖洞操作在执行时无法取得合理的插值模板问题,引入了虚拟单元赋值方法和“... 为研究吸气式冲压发动机变几何进气道的气动特性及流动机理,采用发展的重叠网格技术,对变几何平动方式的进气道开展了数值模拟研究。针对存在物面接触重叠网格的挖洞操作在执行时无法取得合理的插值模板问题,引入了虚拟单元赋值方法和“Collar”网格方法,实现了多体相交时重叠网格的计算。为了引入“Collar”型重叠网格,对其算法作了适当修改以适应本论文所建立的洞面优化方法。对平移过程中内收缩比变化对启动过程的影响进行了研究。通过迎着来流方向平移唇口,增大了进气道的内收缩比,导致内压缩段出现边界层分离,分离泡随着唇口的前移而增大,当其移出内压缩段时,原本启动的进气道进入不启动状态,而后移唇口减小了内收缩比,使分离泡减小并向下游移动,辅以边界层排移,可以改善进气道的启动性能。此外,对平移速度和振荡频率对启动过程的影响也进行了研究,进气道迟滞效应随平移速度和振荡频率增大而增大。 展开更多

关键词 冲压发动机 变几何进气道 重叠网格技术 气动特性 数值模拟

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海洋结构物桩腿涡流中的水下机器人二维拍动水翼水动力性能分析

5

作者 程武伟 刘强 占晓明 《造船技术》 2025年第1期22-27,共6页

海洋结构物桩腿检测对于结构安全具有重要意义。摆动推进的水下机器人操纵性能优异,可作为主要的检测手段之一,但在实际作业时其二维拍动水翼水动力性能会受桩腿诱发的涡流干扰。采用圆柱模拟桩腿,借助重叠网格技术对拍动水翼在圆柱绕... 海洋结构物桩腿检测对于结构安全具有重要意义。摆动推进的水下机器人操纵性能优异,可作为主要的检测手段之一,但在实际作业时其二维拍动水翼水动力性能会受桩腿诱发的涡流干扰。采用圆柱模拟桩腿,借助重叠网格技术对拍动水翼在圆柱绕流流场中的水动力性能进行数值模拟,分析拍动水翼与桩腿中心的偏移量、拍动水翼与桩腿的间距和拍动水翼的初始相位等主要参数对拍动水翼水动力性能的影响。结果表明,适当增加拍动水翼与桩腿中心的偏移量可提高摆动推进的水下机器人的推力。 展开更多

关键词 水下机器人 二维拍动水翼 水动力性能 海洋结构物 桩腿 涡流 重叠网格技术 数值模拟 圆柱绕流 偏移量 间距 初始相位

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风-浪联合作用下斜拉-悬索协作体系桥车-桥耦合振动仿真研究

6

作者 祝兵 员帅伟 +1 位作者 王浩宇 殷瑞涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期23-31,共9页

为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建... 为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建立列车动力学模型,利用重叠网格技术,模拟车-桥耦合系统在不同风速和车速下的气动荷载,采用FLOW-3D软件计算桥梁下部复合基础的规则波浪荷载,建立风-浪联合作用下的车-桥耦合振动模型,分析波高、风速和车速对车-桥耦合系统动力响应的影响规律。结果表明:在风-浪-车-桥耦合系统中,列车各动力学指标均随波高增大而增大,桥梁跨中横向位移随波高增大而显著增大,而跨中竖向位移几乎不受影响;列车各动力学指标均随风速提高而显著增大,桥梁跨中竖向位移随风速提高而减小;列车各动力学指标均随车速增大而增大,桥梁跨中横向位移和横向加速度不随车速改变而显著变化,桥梁竖向位移和竖向加速度随车速提高而显著增大。 展开更多

关键词 斜拉-悬索协作体系桥 公路铁路两用桥 跨海桥梁 风-浪联合作用 车-桥耦合振动 重叠网格技术 气动荷载 有限元法

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海洋盐度对水下航行器热尾流行为的影响

7

作者 吴霆锋 杜永成 +2 位作者 杨立 王保霖 张泽华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期182-188,共7页

针对海洋中的盐度环境对于水下航行器热尾流浮升扩散的影响,本文基于重叠网格技术,建立了水下航行器热尾流三维模型,分别对热尾流在均匀盐度与分层盐度环境下的浮升扩散过程进行了数值模拟,采用浮频率数表征盐度环境特征,研究了海洋盐... 针对海洋中的盐度环境对于水下航行器热尾流浮升扩散的影响,本文基于重叠网格技术,建立了水下航行器热尾流三维模型,分别对热尾流在均匀盐度与分层盐度环境下的浮升扩散过程进行了数值模拟,采用浮频率数表征盐度环境特征,研究了海洋盐度对于热尾流的影响。结果表明:盐度分层环境对潜艇冷却水浮升具有明显抑制作用,该环境下海面温度特征随盐度梯度的增大而减弱。 展开更多

关键词 热尾流 海洋盐度 重叠网格技术 温度场 浮升扩散 水下航行器

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舰船最小阻力估算的智能学习算法

8

作者 曹玲玲 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期182-185,共4页

考虑舰船阻力性能受船体参数及航行环境条件的综合影响,数据类型繁多且复杂,最小阻力估算难度较大,研究基于智能学习的舰船最小阻力估算算法。此算法使用RANS控制方程和湍流模型分析舰船运动状态,由重叠网格技术分析舰船运动时粘性流场... 考虑舰船阻力性能受船体参数及航行环境条件的综合影响,数据类型繁多且复杂,最小阻力估算难度较大,研究基于智能学习的舰船最小阻力估算算法。此算法使用RANS控制方程和湍流模型分析舰船运动状态,由重叠网格技术分析舰船运动时粘性流场信息后,将舰船船型参数与运动状态数据、流场数据,作为基于GRNN智能优化学习的舰船最小阻力估算模型输入向量,在改进果蝇优化算法寻优设置GRNN的平滑因子后,利用此网络构建最小阻力估算模型,学习拟合舰船阻力与输入向量之间关系,输出最小阻力估算结果。实验结果显示:在舰船纵倾与升沉运动中,所提算法估算的最小阻力较准确。 展开更多

关键词 舰船最小阻力 智能学习算法 RANS控制方程 湍流模型 重叠网格技术

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规则波中无人艇回收的水动力性能分析 被引量：2

9

作者 冯大奎 占进 +2 位作者 严军 孙月 王先洲 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期38-44,共7页

[目的]小艇回收过程是典型的多体相互干扰的动力学问题,纵向滑道回收是常用的回收方式,小艇在大船尾流中快速运动冲向艉部捕捉装置时,受到大船的尾流影响,可能会出现倾覆的危险。[方法]采用粘性流数值波浪水池、重叠网格和六自由度运动... [目的]小艇回收过程是典型的多体相互干扰的动力学问题,纵向滑道回收是常用的回收方式,小艇在大船尾流中快速运动冲向艉部捕捉装置时,受到大船的尾流影响,可能会出现倾覆的危险。[方法]采用粘性流数值波浪水池、重叠网格和六自由度运动等技术,以DTMB 5415为母船,模拟Fridsma型无人滑行艇(以下简称无人艇)快速接近母船过程中的干扰运动。计算分析无人艇在波浪中的运动特性,在此基础上开展波浪中小艇在大船尾流中的运动仿真。[结果]计算结果与试验结果的比较表明计算方法可靠。仿真计算结果表明小艇受大船尾流的影响较为明显。[结论]当小艇运动方向不在大船尾流正中心时,小艇的纵倾和横摇会受到显著影响,最终导致倾覆现象的发生。 展开更多

关键词 艉滑道式小艇收放技术 无人水面艇 CFD 重叠网格技术 数值波浪水池 船舶运动

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考虑壁面效应的摆动翼推进特性数值模拟 被引量：2

10

作者 李永成 王健 陈纪军 《船舶与海洋工程》 2020年第2期26-31,共6页

采用重叠网格技术对考虑壁面效应的摆动翼的推进特性进行数值模拟。系统地分析壁面距离、摆动运动幅值和无量纲频率f*对摆动翼推进特性的影响,并将其与自由流场中的摆动翼推进结果相对比。研究结果表明,摆动翼的推力随着壁面距离的减小... 采用重叠网格技术对考虑壁面效应的摆动翼的推进特性进行数值模拟。系统地分析壁面距离、摆动运动幅值和无量纲频率f*对摆动翼推进特性的影响,并将其与自由流场中的摆动翼推进结果相对比。研究结果表明,摆动翼的推力随着壁面距离的减小呈现出逐渐增大的趋势,且存在最佳壁面距离对应最大推进效率。此外,对不同壁面距离下摆动翼后方的涡流场结构进行分析,从流动机理的角度对数值模拟结果进行解释。 展开更多

关键词 摆动翼 重叠网格技术 壁面效应 数值模拟

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考虑底壁面效应影响的三维扑翼推进特性研究

11

作者 李永成 潘子英 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1331-1340,共10页

本文采用重叠网格技术对考虑底壁面效应影响下的三维拍动翼的推进特性进行了数值模拟研究,计算时选取的特征雷诺数为1.0×10^(4)。数值模拟结果表明:底壁面的存在对拍动翼的水动力特性以及周围的流场结构都产生了很大影响;与无界流... 本文采用重叠网格技术对考虑底壁面效应影响下的三维拍动翼的推进特性进行了数值模拟研究,计算时选取的特征雷诺数为1.0×10^(4)。数值模拟结果表明:底壁面的存在对拍动翼的水动力特性以及周围的流场结构都产生了很大影响;与无界流场相比,当拍动翼运动至底壁面附近时,将会产生明显的推力增大(高斯特哈尔数)现象,并且伴随着升力急剧增大;此外,由于拍动翼与壁面之间的相互作用,拍动翼周围的涡环变成了半月牙形。本文研究成果可为今后仿生扑翼的样机研制提供技术依据和参考。 展开更多

关键词 拍动翼 底壁面效应 重叠网格技术 推进特性 涡环结构

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爆炸波与超声速运动物体相互作用的数值研究 被引量：1

12

作者 王惠玲 李玉亮 +1 位作者 倪鸿礼 乐嘉陵 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期1-6,17,共7页

针对在弹道靶及爆炸波装置上完成的实验,用数值方法来研究在比热为常数和层流情况下爆炸波与超声速飞行物体的相互作用。为了准确模拟爆炸波,首先通过有限体积法求解轴对称N-S方程计算了爆炸波流场,分析比较了数值干涉图和实验干涉图以... 针对在弹道靶及爆炸波装置上完成的实验,用数值方法来研究在比热为常数和层流情况下爆炸波与超声速飞行物体的相互作用。为了准确模拟爆炸波,首先通过有限体积法求解轴对称N-S方程计算了爆炸波流场,分析比较了数值干涉图和实验干涉图以及数值计算和实验得到的三个截面的密度分布曲线。其次以获得的轴对称流场为爆炸波初场,采用重叠网格技术,通过有限体积法求解三维层流N-S方程数值计算了在比热为常值和层流情况下爆炸波与超声速飞行物体的相互作用,得到了数值干涉图并与实验得到的干涉图进行了比较,分析了爆炸波对飞行物体表面压力的影响。 展开更多

关键词 爆炸波 双波干扰 有限体积数值方法 多块重叠网格技术 数值干涉

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高速航行体齐射出水过程的空化与运动特性研究 被引量：2

13

作者 周东辉 贾会霞 +1 位作者 施红辉 王焯锴 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期64-74,I0002,共12页

基于求解N-S方程的VOF方法,引入Schnerr-Sauer空化模型、SST k-ω湍流模型和6DOF刚体运动模型,通过重叠网格技术建立两发射弹齐射出水的数值计算模型,并进行了数值方法的有效性验证。研究了不同发射无量纲时差下射弹齐射出水过程的超空... 基于求解N-S方程的VOF方法,引入Schnerr-Sauer空化模型、SST k-ω湍流模型和6DOF刚体运动模型,通过重叠网格技术建立两发射弹齐射出水的数值计算模型,并进行了数值方法的有效性验证。研究了不同发射无量纲时差下射弹齐射出水过程的超空泡演化特性、射弹的弹道轨迹、偏转角变化和减阻性能,分析了超空泡流场的干扰机理。研究结果表明:同步发射出水时,射弹超空泡内侧扩张受到抑制,在出水阶段超空泡发生了非对称性溃灭;两射弹的弹道稳定性较差,其偏转角的最大值达到了3.1°;对于异步发射出水,首发射弹超空泡前沿轮廓基本对称,而次发射弹超空泡前沿轮廓内侧壁面发生膨胀,失去了对称性,随着发射时差的增大,次发射弹超空泡内侧前沿轮廓曲率变小。首发射弹在出水过程中能维持良好的弹道稳定性,次发射弹在压差作用下向内侧偏转,运动轨迹也向内侧偏移,运动过程中次发射弹的最大无量纲水平位移和最大偏转角随发射时差的增大而减小。相比异步发射出水,同步发射条件下射弹的无量纲竖直速度衰减略快。 展开更多

关键词 超空泡 射弹 出水 齐射 重叠网格技术 数值模拟

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实尺度船舶Z形操纵运动及流场特性模拟 被引量：4

14

作者 冀楠 钱志鹏 +1 位作者 李浩然 万德成 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期93-101,共9页

[目的]为了更加真实地预报船舶操纵性能,有必要进行实船操纵运动直接模拟。[方法]首先,基于重叠网格技术进行实船拖航、配套螺旋桨敞水和实船自航计算,并将计算结果与试验结果进行对比;然后,在此基础上开展实尺度船舶的10/10标准Z形操... [目的]为了更加真实地预报船舶操纵性能,有必要进行实船操纵运动直接模拟。[方法]首先,基于重叠网格技术进行实船拖航、配套螺旋桨敞水和实船自航计算,并将计算结果与试验结果进行对比;然后,在此基础上开展实尺度船舶的10/10标准Z形操纵运动模拟,分析船舶操纵运动过程中的船舶运动、水动力、流场及涡结构变化。[结果]自航结果表明,所提数值方法可靠;受螺旋桨尺度效应的影响,扭矩系数会有所减小;在操舵过程中,船舶运动姿态较为剧烈;受到船-舵系统干扰,桨后涡结构较为复杂,且随着漂角的变化会产生一定角度的偏移。[结论]采用所提数值方法进行实船操纵运动模拟,可以准确获得船舶运动、水动力特性及流场信息,能作为一种有效的前期评估手段,从而为船舶设计提供参考。 展开更多

关键词 船舶操纵性 Z形操纵 船-桨-舵相互作用 实尺度 重叠网格技术

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真空管道高速列车系统中管道压力分布研究

15

作者 陈大伟 兰永霞 +3 位作者 张司薇 高红霞 朱克勇 刘猛 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2023年第4期59-64,共6页

针对真空管道内列车运行对管道压力分布的影响,本文建立了单车运行和两车交汇的真空管道交通系统模型,通过Fluent湍流模型和重叠网格划分技术,得到真空管道交通系统的压力场,分析了压力场的变化规律。结果表明,列车运行速度和阻塞比对... 针对真空管道内列车运行对管道压力分布的影响,本文建立了单车运行和两车交汇的真空管道交通系统模型,通过Fluent湍流模型和重叠网格划分技术,得到真空管道交通系统的压力场,分析了压力场的变化规律。结果表明,列车运行速度和阻塞比对管道内压力分布影响较大,管道真空度影响较小,列车表面压力分布受列车运行速度影响较大。两车交汇时,真空管道内压力分布变化较大,达到110kPa/s。该研究为真空管道高速列车系统中管道压力设计提供了理论指导。 展开更多

关键词 真空管道列车 压力分布 重叠网格技术 两车交汇

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滑移边界条件对同向啮合三螺杆挤出机混合性能的影响 被引量：8

16

作者 张迅 朱向哲 王阁 《石油化工高等学校学报》 CAS 2012年第4期68-72,76,共6页

利用计算流体力学软件Polyflow,考虑了螺杆表面的剪切应力与熔融体的滑移速度满足纳维线性定律,对不同滑移系数条件下二维正三角形排列的啮合同向三螺杆挤出机的混合性能参数进行了数值模拟。对比分析了不同滑移系数条件下中心区和螺槽... 利用计算流体力学软件Polyflow,考虑了螺杆表面的剪切应力与熔融体的滑移速度满足纳维线性定律,对不同滑移系数条件下二维正三角形排列的啮合同向三螺杆挤出机的混合性能参数进行了数值模拟。对比分析了不同滑移系数条件下中心区和螺槽区的混合指数及用探针技术分析了中心点的混合指数变化。并基于流场计算进行混合运算,研究了不同滑移系数对分离尺度、对数长度拉伸、瞬时和平均时间混合效率的影响。结果表明,螺杆表面的滑移边界条件对于三螺杆挤出机的分散性和分布性混合的计算结果具有较大的影响,为了提高计算精度,应采用适当的滑移边界条件和滑移系数。 展开更多

关键词 POLYFLOW 滑移 数值模拟 混合效率 中心区 网格重叠技术

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