水动力分析

摘要： 为满足高风浪条件下海上风电机组的安全转驳与起吊安装作业,以载质量10 000 t海上风电设备运输甲板驳船四锚系泊系统为例,综合考虑吊装及系泊安全要求,提出海上风电设备运输甲板驳船系泊系统的评价指标,基于三维势流理论,建立风电设备甲板运输驳船四锚系泊水动力模型,获得满足海上风电运输甲板驳船系泊系统的评价指标相应的系泊设施及系缆参数,为甲板运输驳船海上四锚系泊提供实践指导依据。

摘要： 本文采用CFD(计算流体动力学)软件模拟了布设间距对组合方型人工鱼礁流场的影响,结果表明:双礁和三礁体在不同布设情况下对礁后的背部涡流场影响较大,当组合礁体纵向布设间距为1倍礁长时,方型鱼礁的涡量发育完全,且涡量的分布结构较为稳定,但当布设间距增至2倍礁长时,涡量大小及分布范围明显减小,且随着布设间距的增大,组合礁体的最大上升流速与来流速度的比值均呈现先增大后减小的趋势,上升流最大抬升高度与鱼礁高度的比值与单礁结构接近,均为2.6左右.本研究揭示了礁体上升流和礁后涡流场的分布规律,可对人工鱼礁周围的营养物质输送和鱼类的聚集规律提供指导.

摘要： 潜艇水动力系数和流场特性对其操纵性的研究具有重要意义。为研究潜艇的定常回转运动,应用重叠网格法,对全附体潜艇回转运动的流场进行了数值模拟,并结合计算结果对潜艇回转的涡结构、艇体周围压力分布、速度场等流场结构进行了水动力分析。结果表明:重叠网格法对角速度系数的预报精度基本可以满足工程需求,但远不如对速度系数的预报精度;重叠网格法可以良好地捕捉到流场的特征和细节;潜艇因回转运动产生剧烈的流动分离,左右两舷的流动不再对称。研究对应用重叠网格法模拟旋臂试验有一定的参考价值。

摘要： 目前中国虾夷扇贝网具存在捕捞效果差、海底生境影响严重等问题,该研究基于水下视频监控技术,设计了水压板导流与随动式惊扰相结合的拖曳网架结构。采用FLUENT软件对改造后捕捞网具的水下拖曳水动力特性进行分析得出,在拖曳水深在30~50 m、拖曳速度为1.8 m/s、网口高度为350 mm时,采用22.5°~30°负迎角弧式水压板,可减轻顶部湍流对底栖鱼类的兼捕影响,且随动式惊扰装置满足作业要求,此时拖曳稳定绳长约为156.80~261.34 m、稳定角度为11.03°、稳定拖曳力为2275.83 N。通过海上捕捞对比试验得出,在拖曳速度为1.5、1.8和2.0 m/s时,改造后捕捞网具与生产用捕捞网具在捕捞量方面无显著差异(P>0.5),在碎贝量和底栖鱼类兼捕量方面显著降低(P<0.5)。单网平均捕捞量的偏差率分别为6.30%、0.59%和5.55%,单网平均碎贝量的偏差率分别为90.63%、84.78%、85.29%,单网底栖鱼类平均兼捕量的偏差率分别为78.57%、81.25%、84.85%。且在拖曳速度为1.8 m/s时,与生产用网具相比,单网平均捕捞量偏差率最低,单网平均碎贝量的偏差率最低,底栖鱼类平均兼捕量显著减少,符合环境友好型捕捞网具设计要求。

摘要： 针对南海边际油田开发实际项目中概念设计的浸没式外输浮筒开展水动力响应分析和时域耦合分析,研究不同阻尼比、浮筒不同几何形状对浸没式外输浮筒水动力性能和时域运动响应以及系泊线张力的影响。结果表明:阻尼越大、浸没式浮筒几何形状越细长,浮筒的时域运动响应和锚链张力越小;几何形状对浮筒频域、时域运动响应的影响趋势不同。

摘要： 以一艘超大型集装箱船研究对象,对其进行水动力时域分析。在横摇阻尼计算中,考虑横摇角度和黏性的影响,进行波浪载荷长期预报迭代计算,得到各浪向下的最大横摇角;在此基础上,利用切片模型和舭龙骨参数计算得到横摇阻尼系数。采用三维时域全航速水动力理论预报集装箱船的运动响应和船体剖面载荷,分析船体运动和剖面载荷的航速效应。结果发现:除了垂荡航速效应不明显,可忽略,其余航速的影响均不可忽略;纵荡和垂向弯矩航速效应尤为明显。

摘要： 仿生机械在我国的海洋开发和水下探测的需求越来越多,仿生机械逐渐成为机械学科的新研究热点。本文以鳐鱼作为仿生对象,设计仿生鳐鱼3D模型,通过STAR-CCM+软件利用计算流体动力学方法对仿生鳐鱼在海洋环境中的游动姿态进行水动力分析[1]。着重分析仿生鳐鱼在水平姿态及鱼鳍上扬姿态下阻力及周围流体情况,并对仿生鳐鱼在不同航速及不同攻角下的相关水动力参数变化趋势进行了初步研究。仿真结果表明,仿生鳐鱼在鱼鳍水平姿态时相对鱼鳍上扬姿态具有更小的阻力系数,仿生鳐鱼在鱼鳍上扬姿态时相对鱼鳍水平姿态则具有更良好的升阻比性能。通过上述研究工作,可为今后仿生鳐鱼的航行姿态设计提供技术指导和参考。

摘要： 在阅读大量国内外吊舱推进器的文献和报道的基础上,通过分析、归纳和总结,对吊舱推进器的优缺点进行了分析。总结了吊舱推进器水动力分析研究现状,归纳了吊舱电力推进系统中的关键技术,对国内的吊舱推进器研发、设计具有一定启发和指导作用。

摘要： 基于三维势流理论,结合Ansys-AQWA软件,得出双体船在不同环境载荷下的运动响应特性。建立双体船-水下机器人运动学模型,运用Matlab/Simulink进行运动学分析,计算水下机器人的摇摆情况。结果表明双体船在近岸海况下能够平稳正常的完成水下机器人的布放回收工作,水下机器人的摇晃程度可以接受,可以满足工程设计的要求。

摘要： 本文针对近岛礁浮式平台,提出了一种桩柱式系泊系统设计方案,并基于三维势流理论与时域分析方法,对所设计的浮式平台桩柱式系泊系统以及船舶停靠下考虑多体水动力干扰的整个系统开展了浅水环境下水动力性能与系泊特性分析,为平台的水池模型试验、系泊系统的设计优化以及考虑船舶停靠的作业状态允许海况提供依据与技术参考.

摘要： 本文研究的三模块半潜平台在艏艉部端面通过凸伸下楔形块和与之相配合的楔形槽连接,在生存工况下释放自由度呈铰接方式,在作业工况下通过锁定销呈刚性连接.基于水动力计算软件AQWA,在生存工况时,建立三模块半潜平台铰接水动力模型,在水动力分析的基础上进行系泊系统设计,创造性地设计了60°张角X布局的复合系泊系统,赋予整体在横浪方向较小的刚度,进而给予平台一定的运动幅度,使得平台所受到的水动力在多根锚链上较为均匀的分布,最终有效地降低了极个别缆绳张力峰值.在作业工况时,建立刚性连接平台-靠泊船只-波浪水动力耦合计算模型,设计出可行的靠泊方案,对运动情况以及系泊缆张力进行了分析,满足作业工况时的要求.

摘要： 为适应深海油气开发的市场需求,本文针对深海浮式系泊结构的水动力载荷分析技术进行了探讨,分三个方面阐述当前主流分析技术的发展现状:平台水动力分析技术,系泊缆索动力响应分析技术以及平台与系泊系统的耦合分析技术.

摘要： 边界元法进行水动力分析时所形成的矩阵方程具有非对称、阶数比较高的特点,方程求解计算量较大.本研究基于源—偶分布法建立物体在无界域的边界积分方程,并基于行消元回代法对物体水动力系数进行分析,最终与高斯消元法做了充分数值实验对比.结果 表明行消元回代法具有占用内存少,计算效率高的特点.可以进一步应用到具有更加复杂的大型浮体水动力系数的分析上.

摘要： 本研究采用面元法来计算翼型和螺旋桨的水动力性能.通过B样条曲线对物体表面进行插值拟合,由于B样条曲线在曲线拟合时候可以指定起点和终点的导矢,本文进行对翼型导边进行曲率控制,对NACA翼型进行改进.最后,运用面元法对B样条建模的DTMB4119螺旋桨进行了表面压力分布、推力系数和扭矩系数的计算,并与试验结果进行比较分析,得出B样条曲线相比于传统的三次样条插值有着更为精确的计算结果.

摘要： 针对南海恶劣海况下的边际油田环境条件,设计小型FPSO采用聚酯缆型材料的永久多点系泊系统,水动力分析和系泊校核计算表明,小型FPSO水动力性能良好,在生存、作业环境中的完整和破断工况下,系泊系统的最大系泊力和最大位移均满足规范要求.

摘要： 运用AQWA软件,针对双浮箱-双水平板浮式防波堤,建立不规则波作用下浮体锚链的耦合模型,研究时域情况下,改变水平板与浮箱的垂直间距,分析浮体运动响应以及锚链受力情况;并深入探讨了不同波浪周期和波高情况下水平板长度对浮体运动响应以及锚链受力的影响.结果表明,增加水平板与浮箱的垂直间距和水平板长度,可以有效减小浮体运动响应和锚链受力.波高和波浪周期是浮体重要的水动力因素,波高越大,波浪周期越长,浮体运动响应越剧烈;当浮体水平板长度达到21m左右时,整个防波堤达到最佳锚泊状态.

摘要： 以KVLCC2油船为研究对象,通过求解RANS方程并结合SST κ-ω湍流模型,对模型尺度下船舶在浅水中斜航的黏性流场进行了数值模拟,计算了船舶在不同漂角下所受的横向力和转首力矩,并将水动力计算结果与水池中的试验数据进行比较,验证了本研究所采用数值方法的有效性.在数值模拟中计及了自由面兴波的影响.本研究为确定船舶操纵水动力提供了一种有效的数值方法.

摘要： 以KVLCC2油船为研究对象,通过求解RANS方程并结合SST κ-ω湍流模型,对模型尺度下船舶在浅水中斜航的黏性流场进行了数值模拟,计算了船舶在不同漂角下所受的横向力和转首力矩,并将水动力计算结果与水池中的试验数据进行比较,验证了本研究所采用数值方法的有效性.在数值模拟中计及了自由面兴波的影响.本研究为确定船舶操纵水动力提供了一种有效的数值方法.

摘要： 以KVLCC2油船为研究对象,通过求解RANS方程并结合SST κ-ω湍流模型,对模型尺度下船舶在浅水中斜航的黏性流场进行了数值模拟,计算了船舶在不同漂角下所受的横向力和转首力矩,并将水动力计算结果与水池中的试验数据进行比较,验证了本研究所采用数值方法的有效性.在数值模拟中计及了自由面兴波的影响.本研究为确定船舶操纵水动力提供了一种有效的数值方法.

摘要： 以KVLCC2油船为研究对象,通过求解RANS方程并结合SST κ-ω湍流模型,对模型尺度下船舶在浅水中斜航的黏性流场进行了数值模拟,计算了船舶在不同漂角下所受的横向力和转首力矩,并将水动力计算结果与水池中的试验数据进行比较,验证了本研究所采用数值方法的有效性.在数值模拟中计及了自由面兴波的影响.本研究为确定船舶操纵水动力提供了一种有效的数值方法.

摘要： 本发明公开了一种一维水动力模型和二维水动力模型耦合方法及系统。所述耦合方法包括：获取一维水动力模型流向二维水动力模型的一维已知粒子分布量以及一维已知粒子流动速度；获取所述二维水动力模型流向所述一维水动力模型的二维已知粒子分布量以及二维已知粒子流动速度；根据上述已知量确定所述一维水动力模型的最后一排网格的一维单宽流量以及二维水动力模型第一排网格的二维单宽流量的平均值；采用格子玻尔兹曼数值法，确定一维未知粒子分布量以及二维未知粒子分布量。采用本发明所提供的耦合方法及系统能够提高不同维度的水动力模型的耦合效率。

摘要： 本发明涉及一种基于一维水动力模型的空腹拱桥壅水智能分析方法。本发明的目的是提供一种基于一维水动力模型的空腹拱桥壅水智能分析方法，以准确、科学地确定空腹拱桥主孔及拱桥桥洞在不同洪水流量下的过流能力。本发明的技术方案是：S1、确定模拟区域；S2、将模拟区域数据化；S3、根据数据化的模拟区域，得到模拟区域的一维水动力模型，其中空腹拱桥的概化采用若干涵洞加堰的形式；S4、通过历史洪水数据对含空腹拱桥概化水工建筑物的一维水动力模型进行验证及参数修正；S5、根据设计的不同入流条件，通过经验证及参数修正的一维水动力模型得到相应的各影响对象附近的洪水位。本发明适用于防洪工程、涉水建筑物防洪影响评价领域。

摘要： 本发明涉及水动力模型地形数据处理领域，尤其涉及一种一维水动力模型断面数据转换为二维水动力模型地形数据的方法及装置。对一维水动力模型河网矢量线重采样、实测断面数据沿河段方向进行线性加密、获取水动力模型河网空间及属性数据、获取该河段的名称及构成河段线段的顶点坐标集合，获取该河段所有加密后的断面及对应桩号的数据集合、根据断面桩号及所处河段线段的顶点坐标集合，计算出该桩号位置的x、y坐标，分别提取断面中泓线左侧、右侧起点距及高程数据，按左右侧垂直河段方向计算起点距对应的x、y坐标、最终形成x、y、高程格式的断面地形数据。本发明的有益效果在于解决了现有技术中基于断面测量数据或已建立的一维水动力模型转换为二维水动力模型时低效及失真的问题。

摘要： 本申请公开了一种水动力参数校准方法、水动力载荷计算方法和系统，提高了水动力载荷的计算准确性。该水动力参数校准方法包括：获取基础数据，包括带抗冰锥基础的结构尺寸及其所在的海况条件；基于该基础数据，使用Morison方程结合Maccamy‑Fuchs绕射理论，计算出带抗冰锥基础的波浪激励力曲线；基于该基础数据，使用势流理论求解器，计算出带抗冰锥基础的波浪激励力曲线；根据两波浪激励力曲线之间的吻合度，去调整Morison方程结合Maccamy‑Fuchs绕射理论这一计算方法下标定的参考直径R0和各个初始质量系数CM0，直至该吻合度超于预设值，从而得到标定准确的参考直径R0和各个初始质量系数CM0。

摘要： 本发明涉及一种一维水动力模型和二维水动力模型的耦合方法及系统，包括构建一维水动力模型；一维水动力模型包括一维河网水流数学模型；构建二维水动力模型模拟地表二维浅水流动；根据一维水动力模型和二维水动力模型，针对多种河流断面形态进行对应的一二维水动力模型耦合方式。本发明采用一维与二维耦合的水动力学模型，可以充分考虑城镇建筑物及树木等植物对洪水传播的影响，根据河道一维流动，湖泊二维流动特性，将不同尺度、不同维度的水动力学模型进行耦合，开展不同洪水频率下的洪水影响程度与范围模拟和预测。实现城市水情形势可感知，结合上游传感仪器采集水位信息，结合闸坝调度达到削减下泄洪峰流量，实现洪水资源化的目标。

摘要： 本发明提供了一种水动力驱动叶轮及水动力装置，该水动力驱动叶轮包括：回转支承体；多个固装于回转支承体的水斗，多个水斗绕回转支承体的轴线均匀地圆周分布；水斗具有水斗腔，水斗腔包括沿回转支承体的径向延伸的腔侧壁、连接于腔侧壁的两端的近心壁面和远心壁面，远心壁面位于近心壁面远离回转支承体的轴线的一侧。通过本发明，缓解了现有技术中叶轮的加工工艺比较复杂，应用范围受到限制的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种一维水动力模型和二维水动力模型耦合方法及系统。所述耦合方法包括：获取一维水动力模型流向二维水动力模型的一维已知粒子分布量以及一维已知粒子流动速度；获取所述二维水动力模型流向所述一维水动力模型的二维已知粒子分布量以及二维已知粒子流动速度；根据上述已知量确定所述一维水动力模型的最后一排网格的一维单宽流量以及二维水动力模型第一排网格的二维单宽流量的平均值；采用格子玻尔兹曼数值法，确定一维未知粒子分布量以及二维未知粒子分布量。采用本发明所提供的耦合方法及系统能够提高不同维度的水动力模型的耦合效率。

摘要： 本发明涉及一种水动力液体混合器活塞结构，内部安装架的上部固定在顶部的下表面，内部安装架的底部可拆卸的连接有抽吸活塞，内部安装架的一侧滑动设置有动力杆，动力杆的上端穿过孔四延伸至顶部上部，内部安装架的另一侧设置有用于封堵孔三的封堵升降件一，滑杆一和滑杆二上滑动设置有用于封堵孔一、孔二的封堵件二，封堵件一的上端穿过孔三与封堵件二可拆卸式连接，摆动连杆的一端与摆动轴铰接，摆动连杆的另一端与内部安装架铰接，拉簧的一端与摆动轴连接，拉簧的另一端与动力杆的底部连接。本发明还公开一种水动力液体混合器。本发明具有以下有益效果：密闭效果好，使用效率高，水和药液混合均匀，并提高零部件的使用寿命。

摘要： 本实用新型提供了一种水动力驱动叶轮及水动力装置，该水动力驱动叶轮包括：回转支承体；多个固装于回转支承体的水斗，多个水斗绕回转支承体的轴线均匀地圆周分布；水斗具有水斗腔，水斗腔包括沿回转支承体的径向延伸的腔侧壁、连接于腔侧壁的两端的近心壁面和远心壁面，远心壁面位于近心壁面远离回转支承体的轴线的一侧。通过本实用新型，缓解了现有技术中叶轮的加工工艺比较复杂，应用范围受到限制的技术问题。

摘要： 本实用新型涉及一种水动力液体混合器活塞结构，内部安装架的上部固定在顶部的下表面，内部安装架的底部可拆卸的连接有抽吸活塞，内部安装架的一侧滑动设置有动力杆，动力杆的上端穿过孔四延伸至顶部上部，内部安装架的另一侧设置有用于封堵孔三的封堵件一，滑杆一和滑杆二上滑动设置有用于封堵孔一、孔二的封堵件二，封堵件一的上端穿过孔三与封堵件二可拆卸式连接，摆动连杆的一端与摆动轴铰接，摆动连杆的另一端与内部安装架铰接，拉簧的一端与摆动轴连接，拉簧的另一端与动力杆的底部连接。本实用新型还公开一种水动力液体混合器。本实用新型具有以下有益效果：密闭效果好，使用效率高，水和药液混合均匀，并提高零部件的使用寿命。