艇体
- 基于静态重叠网格法的全附体潜艇的斜航仿真
是坐标原点固定在艇体重心上的随艇一起运动的艇体坐标系G-xyz,x轴正向指向船艏,y轴正向指向右舷,z轴正向指向船底,两个坐标系均为右手坐标系。运动的艇体坐标系还可以分解为水平面上的坐标系和垂直面上的坐标系。图1 惯性坐标系和艇体坐标系通常情况下采用不同的坐标系描述运动问题没有本质上的差别,除了上述艇体坐标系外,还有一种应用在导弹运动、鱼雷航行过程中的雷体坐标系。艇体坐标系和雷体坐标系在受力分析上没有本质上的差别,只有在拟合水动力系数过程中和运动控制系统上
计算机仿真 2023年5期2023-07-03
- 螺旋桨水动力对电力推进轴系校中特性的影响研究
立该艇的桨-轴-艇体（采用SUBOFF缩比模型替代）模型，计算该艇在额定工况下运行时艇后螺旋桨旋转产生的水动力，采用流固耦合的方式将该水动力作用于螺旋桨，对比分析该电力推进轴系在计入该艇额定工况下螺旋桨水动力前后轴系状态参数的变化。通过该研究可以预测轴系运行时的状态参数，为进一步提高轴系校中质量提供支撑。1 轴系简介电力推进轴系布置简图如图2 所示。图2 显示了该电力推进轴系由一个螺旋桨、一段艉轴、一段中间轴和一段推力轴、一个后艉轴承、一个前艉轴承和一个推
船舶力学 2023年2期2023-03-01
- 不同姿态下救生艇高空自由下落的动力学特性
轴垂直向上为正。艇体在距离水面h=15 m的高度处自由下落。背景区域大小：长度方向的边界距离艇首和艇尾分别约为2.5倍艇长；宽度方向的边界距离救生艇两舷侧约2倍艇长；顶部边界距离甲板为下落高度h；底部边界距离船底为2h。1.2 救生艇几何模型的网格划分当结构物落入水中时，在入水前期会激起自由液面（水介质）的剧烈运动。因此，对自由液面处的网格进行加密，z方向的网格逐层递减，平稳地过渡到大的背景网格。同时，对重叠区域做落体运动的轨迹进行加密，其尺寸与重叠网格区
船舶与海洋工程 2022年6期2023-01-12
- 基于编队海上列车概念的多艇编队航行水动力分析
艇在滑行时波浪对艇体产生巨大的冲击力。滑行艇在波浪中吃水较小，在风浪中失速的可能性较大，因此其耐波性和适航性较差。提出一种具有小攻角前后斜侧体的特种滑行艇艇型，其艇底形状类似M字形槽道滑行艇，主艇体采用深V字形船底，斜侧体与中心艇体的距离较近。特种滑行艇三维立体概念图如图1所示。特种滑行艇计算模型如图2所示，其中：坐标原点O位于艇体重心处，x轴指向艇首为正，y轴指向左舷为正，z轴指向甲板为正。图1 特种滑行艇三维立体概念图图2 特种滑行艇计算模型特种滑行艇
造船技术 2022年4期2022-09-02
- 带管路舱筏隔振系统动力学建模与管路设计方法
浮筏、子结构B为艇体-基座、子结构D为设备，子结构P为管路，各子结构间通过隔振器连接。图1 带附连管路舱筏隔振系统子结构示意图首先通过理论或实验获得A、B、D 和P 的频响函数矩阵，隔振器的阻抗矩阵。带附连管路舱筏隔振系统动力学建模步骤分为3 步：（1）利用第1 次频响函数综合得到AB频响矩阵：（2）将子结构B的内点作为AB的连接点，其余节点为内点，进行综合体AB和子结构D第二次频响综合，得到第二次综合后的频响矩阵：（3）将管路连接点作为ABD的连接点，其
噪声与振动控制 2022年3期2022-07-04
- 网架箱体浮筏-艇体耦合特性及全频段隔振效果分析
连接，形成浮筏-艇体的耦合系统。目前，在艇体耦合方面的相关研究中，以艇体与设备的耦合研究较多。例如：纪刚等[4]采用简化等效轴-艇模型分析了轴、艇的耦合状态，以及两者间的力传递特性。Dylejko[5]将推力轴简化为杆模型，将艇体结构简化为壳模型，在考虑推进器的激励作用下，研究了推力轴处的导纳结果。杨成春[6]研究了带螺旋桨的轴系-壳体耦合系统，分析了系统的振动特性、声辐射特性以及摩擦激励下系统的响应特性，提出了降低系统振动的方案。钱振华[7]将含隔振系统
中国舰船研究 2022年2期2022-04-26
- 智能搜救艇航行安全分析
型线图和型值表，艇体三维建模见图1。图1 3D 模型图表1 无人搜救艇船体参数表2 技术思路由于智能无人搜救艇在高海况下进行作业，高海况下的运动响应是典型的强非线性水动力学问题，传统的势流方法对这种强非线性的艇体和波浪相互作用勋在局限性。因此需要借助计算流体力学手段开展直接数值模拟。综合应用基于静力学的静水和波浪中稳性计算评估，和基于动力学的频域势流、时域黏流耐波性计算评估。首先，对稳性计算评估，基于静力学方法计算最不利工况下的艇体横摇复原力臂，评估艇体在
机电设备 2022年6期2022-02-03
- 美用了数十年的核潜艇为何还要延寿
这些老旧核潜艇的艇体和反应堆都已经严重磨损。攻击核潜艇是世界上最强大的舰艇之一。它们装备有鱼雷和导弹，可以单独航行，攻击能力十分强大。美国海军指望其太平洋舰队部署的大约30艘攻击核潜艇在和平时期威慑中国舰队，并能够在战时造成足够的破坏，以阻止中国的行动。而美国太平洋舰队今年夏天将其最先进的三艘“海狼”级核潜艇全部派往中国周边，这也并不是没有原因的。但尽管如此，美国的水下舰队还是要缩小规模。美国海军在20世纪80年代装备了太多的“洛杉矶”级核潜艇，每年多达5
文萃报·周五版 2021年48期2021-12-14
- 泵喷分布式脉动压力激励下泵喷艇体耦合系统振动声辐射
、定子等传递激励艇体，导致艇体产生强烈的声辐射。因此，推进器-轴系-艇体的耦合振动声辐射研究受到广泛关注[1-3]。目前已针对螺旋桨-轴系-艇体耦合系统的振动噪声特性开展丰富的研究，明确了螺旋桨激励下螺旋桨-轴系-艇体耦合系统的声振响应特性[4-5]。但上述分析均采用在螺旋桨桨毂或0.7R处施加集中力（R为螺旋桨半径），无法考虑分布式载荷的相位不同以及螺旋桨空间模态特性对响应的影响。为考虑上述问题，部分学者在分析螺旋桨-轴系耦合系统的响应或螺旋桨的流固耦合
振动与冲击 2021年18期2021-10-11
- 近冰面航行潜艇阻力及绕流场分析
ANS 方法计算艇体的水动力性能，然后对不同潜深、航速等条件下艇体近冰面航行时的阻力系数、表面压力系数、表面摩擦系数以及艇体绕流场特性进行分析。1 数值方法1.1 基本控制方程对于计算流体力学问题，相关的控制方程包括质量守恒方程和动量方程。质量守恒方程：式中：ρ 为流体密度；ui为速度矢量在3 个方向的速度分量；xi为基于速度分量的3 个方向的位移；u为速度矢量；p为压强；Fi为质量力；t为时间；τxi，τyi，τzi为黏性应力τ 的分量。1.2 湍流模型
中国舰船研究 2021年2期2021-04-27
- 平底型高速交通运输艇加装尾插板减阻技术研究
现象的分析，评估艇体加装尾插板的减阻效果，并探究尾插板的减阻机理。1 数值计算方法与结果1.1 研究对象本文以一条平底型高速交通艇模型为研究对象，模型的主尺度参数见表1，三维视图见图1。表1 中，Δ 为排水量，L 为艇体总长，LP为折角线长，BPX为折角线最大宽度，βM为中部艇底斜升角，βT为尾部艇底斜升角。静止正浮状态下，船模的初始纵倾角为0°，重心距离船中为-11.05%L（舯后），船舯距离尾封板尾1.282 m。表1 模型的主尺度参数Tab.1 Ma
船舶力学 2021年3期2021-03-29
- 水平面操纵运动中潜艇受到的“离面载荷”的数值模拟
向下游传输，并与艇体截面上的横向流动发生相互作用，这一相互作用不仅创造出非对称的复杂三维尾流，而且也是产生“离面”受力和力矩的来源。操纵运动中潜艇绕流的复杂性，是人们试图预报潜艇“离面载荷”时遭遇的主要困难之一。为了研究这个复杂的流动现象，人们开展了许多试验研究。斜航试验和旋臂试验分别是获取“面内”位置导数和旋转导数的常规手段，但是在这些试验过程中，同样可以测量“离面”受力和力矩的信息。Roddy[5]对SUBOFF 潜艇模型开展了一系列的约束模型试验，测
船舶力学 2021年2期2021-03-09
- 艇体弹性耦合边界条件下轴系纵振反共振隔振分析
基于简化的轴系-艇体耦合模型，Merz 等[2]研究了共振转换器对结构和声学响应的影响。Dylejko 等[3]和Merz 等[4]分别以最小化力传递率、平均功率以及总辐射声功率等作为目标函数，优化了共振转换器结构参数。根据共振转换器的反共振隔振理论，其固有频率由被减振频率决定。在工程化应用中，通常将轴系试验台架即刚性边界下轴系的一阶固有频率作为被减振频率，进行共振转换器结构参数设计，再将其直接安装到艇体上。李良伟等[5-6]基于波动理论分析了共振转换器的
中国舰船研究 2020年6期2020-12-17
- 螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究*
内设备、螺旋桨和艇体表面湍流脉动等。近几十年来，各种主被动控制技术的应用使主机等机电设备的机械噪声得到了有效控制，潜艇在低速巡航时，艇体表面湍流脉动较弱，此时螺旋桨非定常负载通过轴系激励艇体的振动就凸显出来。国内外学者针对该问题开展了大量机理分析及控制措施的研究。Pan等[1]通过试验研究了水箱中螺旋桨激振力沿轴系到支撑板的传递特性，证明了推力轴承刚度对系统特性影响显著，试验中螺旋桨运转于静水中，其激振力的合理性还有待研究。Dylejko等[2]建立描述螺
国防科技大学学报 2020年6期2020-12-07
- 艇体结构分布式动力吸振器设计与分析
互作用。本文以某艇体耐压壳结构为对象，首先根据结构低频模态频率和振型进行了吸振方案设计，考虑到结构振型、吸振器的质量和安装位置等因素，动力吸振器设计成离散分布式结构。然后建立了艇体结构流固耦合模型，以水下噪声为目标计算了分布式动力吸振器的吸振效果，并分析了吸振质量和工作频率的影响规律，以及安装在连续结构上的吸振质量的减振机理。1 动力吸振器工作原理动力吸振器的工作原理是在主系统中增加一个辅助系统，利用多自由度系统的反共振特性，将振动能量从主系统转移到辅助系
舰船科学技术 2020年5期2020-11-27
- 桨叶振动对螺旋桨垂向激励下潜艇结构振动与声辐射的影响
旋桨[7]，即以艇体结构的振动与声辐射来预报整艇结构的振动与声辐射，忽略了螺旋桨本身的振动与声辐射对潜艇结构振动与声辐射的影响。螺旋桨噪声可分为空泡噪声和无空泡噪声。以前对螺旋桨噪声的研究主要集中于空泡噪声，随着科学技术的发展和螺旋桨设计水平的提升，空泡临界航速逐步提高，螺旋桨空泡噪声的影响已可忽略不计[8]，而针对螺旋桨非空泡噪声的预报显得愈发重要。张国良等[9]从工程实践的角度对舰船异常噪声的形成、识别和控制途径进行了理论探讨及研究，指出在非空泡工况下
中国舰船研究 2020年5期2020-10-15
- 某救护艇整体吊运下水转运技术
水及吊运对铝合金艇体产生的不利影响，节省船坞等工装资源占用的时间，并避免租用半潜驳船转运的费用，节省转运货轮将救护艇由水中吊装到货轮甲板上的操作时间，为后续建造船舶的下水及转运成本节省、船厂坞期负荷降低以及造船效率提高提供技术支持，有效提高船厂船舶生产、设计、下水和转运能力。1.1 艇主尺度要素及艇体结构形式该艇为双机双泵推进的铝合金槽道型双体船，总长约23 m，型宽约7 m，型深约2.7 m，设计吃水约1.0 m，满载排水量约60 t。艇体采用纵骨架式结
船舶标准化工程师 2020年3期2020-06-15
- 终生报国不言悔
在开始探索核潜艇艇体线型方案时，黄旭华碰到的第一个难题就是艇型。最终他选择了最先进、也是难度最大的水滴线型艇体。黄旭华通过大量的水池拖曳和风洞试验，取得了丰富的试验数据，为论证艇体方案的可行性奠定了坚实基础。核潜艇技术复杂，配套系统和設备成千上万。为了在艇内合理布置数以万计的设备、仪表、附件，黄旭华不断调整、修改、完善，让艇内100多公里长的电缆、管道各就其位，为缩短建造工期打下坚实基础。用最“土”的办法来解决最尖端的技术问题，是黄旭华和他的团队克难攻坚的
人民周刊 2019年18期2019-10-28
- 水面水下两用艇艇型设计及其水面阻力性能CFD 预报分析
后形成圆弧状封闭艇体。图 1 滑行艇与两用艇船舯横剖面对比图Fig. 1 Comparison of central lateral plane between planing craft and dual-purpose craft另外，考虑到方形尾部曲线会对两用艇水下航行时的快速性及操纵性能产生不利影响，两用艇尾部额外设计增加了一段凸出假尾。如图2 所示，与常规滑行艇相比，两用艇尾部具有一定的纵向斜升角，从而形成了独特的斜升型尾部曲线，特殊的尾部形状不
舰船科学技术 2019年7期2019-08-16
- 基于STAR-CCM+的潜艇舵翼水动力性能研究
设计舵时并不会对艇体以及稳定翼的影响进行充分的评估。近些年来，计算机性能不断提高、水动力计算软件功能越来越强大，为小型关键附体的水动力研究提供了可能。STAR-CCM+在水动力分析上有很大优势，其生成的非结构化网格在相同数量上甚至可以与结构化网格相比拟，大大节省了划分结构化网格所需的时间。SUBOFF潜艇模型试验数据充足，利用STAR-CCM+对其不同工况下尾操纵面的水动力进行分析，可以更好的认识艇体与稳定翼对舵水动力性能的影响，为优化潜艇舵翼的水动力布局
舰船科学技术 2019年6期2019-07-16
- 潜艇设备冲击响应谱谱跌特性数值分析
外形的潜艇，研究艇体与不同质量及频率的设备在不同连接方式下两者之间产生的相互作用，以得到考虑了谱跌效应的设计响应谱，并针对DDAM方法及国军标响应谱的适用性开展讨论。1 计算模型1.1 有限元模型本文考虑了潜艇设备与艇体的相互作用，并针对典型的潜艇舱段结构进行了冲击动力响应分析。图1所示为研究“谱跌效应”采用的简化质量弹簧结构，通过该结构模拟与艇体连接的设备及其支撑的影响，其中设备与艇体肋骨连接。图中：M，K分别为设备质量及支撑刚度，A为设备与艇壳的连接点
中国舰船研究 2019年3期2019-06-21
- 气力推进艇运行中水流场状态及阻力模拟分析
水的流场状态及其艇体的受力状态与其他在江河中行驶的船舶有差异[6]。为此，本文采用XFlow软件，对气力推进艇的运动状态进行模拟分析，求解计算气力推进艇在达到稳态运动过程中艇体周围的瞬态流场，评估在不同推进力作用下的运行阻力、加速性能和艇体所受静态压力等特性，为气力推进艇的设计制造提供参考依据[7-8]。1 气力推进艇的动力平衡分析1.1 气力推进艇的基本组成气力推进艇由艇体、动力系统、转向机构(方向盘、转向舵)、附属装置等组成。其中，动力系统由发动机、传
重庆理工大学学报(自然科学) 2019年4期2019-05-23
- 图解英国皇家海军联盟号常规潜艇
首特写水平升降舵艇体中部特写艇体特写艇尾特写指挥台围壳前视指挥台围壳后视艇体底部特写螺旋桨潜望镜艇尾鱼雷舱艇首鱼雷舱存放的530毫米鱼雷艇首鱼雷舱的四具鱼雷发射管艇艇首鱼雷舱艇尾鱼雷舱顶部的滑轨，用于吊放鱼雷艇尾鱼雷舱的两具鱼雷发射管艇尾魚雷舱的逃生舱口动力舱发动机控制面板发电机组指挥控制舱会议室军官起居室水兵起居室
军事文摘 2019年4期2019-03-26
- 断级在倒V型槽道滑行艇上的应用研究
滑行面又直接参与艇体运动姿态的控制，而艇体姿态又直接影响到断级的水动力性能和作用效果，因此对于倒V型滑行艇而言，断级的设置、作用机理以及是否能够起到减阻效果都需要讨论分析。本文根据断级减阻的工作原理,创造性地提出了适合倒V型槽道滑行艇艇型特点的断级形式,并利用CFD技术验证了断级减阻的有效性。1 倒V型槽道滑行艇艇型特点倒V型槽道滑行艇属于双体滑行艇，具有双体滑行艇的典型特征：中间槽道和两个侧片体结构，见图1。但其外形结构又具有两个明显的特点：(1)内倾式
江苏船舶 2018年5期2019-01-30
- 基于指数趋近滑模控制的水下机器人-机械手系统轨迹跟踪
系统由水下机器人艇体和水下作业机械手两部分组成，通过水下机器人艇体和水下机械手关节的运动共同完成需要执行的作业任务。UVMS具有非线性、强耦合、时变和高维等动力学特点[2]，同时UVMS系统在水下作业时为节省能量，通常采用欠驱动的工作方式[3]。这些情况的存在会使水下机器人-机械手系统的控制变得非常困难。因此，研究水下机器人-机械手系统的控制技术是实现UVMS自主作业的关键之一。UVMS轨迹跟踪控制的目标是选择合适的控制策略，并设计有效的控制律，使其能够跟
舰船科学技术 2019年1期2019-01-30
- 四旋翼控制碟形变体飞艇设计与气动特性分析*
对设计简化的可变艇体模型进行流场数值模拟计算和分析，得到了相应结果，为后续设计具有高抗风性能的碟形变体飞艇提供了重要的理论依据。1 结构设计考虑飞艇工作区间环境为对流层或平流层，所受风向主要来自于不定向的水平方向，为了减小艇身对风力方向的敏感性，所以在考虑设计滞空飞艇时，艇体几何模型应为无水平方向性，结合前人飞艇的设计经验，采用CATIA软件对四旋翼控制的太阳能碟形变体飞艇结构进行设计，具体结构如图1所示。这种结构设计主要是通过伸缩机构和伸缩机构控制器来实
机械研究与应用 2018年6期2019-01-18
- 国外舰载刚性充气艇技术现状及发展趋势
新成员，是由刚性艇体(通常是玻璃钢)与充气护舷组合而成的一种新船型[2]。刚性充气艇通常由艇体、充气护舷、推进系统、操纵系统以及通信导航系统组成。刚性充气艇主要包括以下几个方面的优势：①与主尺度相同的全刚性艇相比，刚性充气艇自重较轻，航速和油耗方面具备先天优势。由于艇体自重较轻，便于小艇上舰，同时在母舰上吊装投放作业具有极强的灵活性。②由于充气护舷重量较轻，降低了刚性充气艇的重心高度且充气护舷具备足够大的储备浮力。③刚性充气艇具有优良的抗撞击性。由于配有充
舰船科学技术 2018年12期2018-12-21
- 推力轴承基座结构形式对潜艇振动噪声的影响
连的基座结构引起艇体结构的振动，并由潜艇湿表面向水中辐射噪声。由此，导致了螺旋桨、轴系、基座、艇体结构的耦合振动问题。深入开展相关研究，对降低由螺旋桨引起的艇体结构振动和辐射噪声具有重要意义。通常，在轴系设置纵向减振器和动力吸振器［1-4］来控制螺旋桨激振力通过轴系传递到艇体结构。Dylejko等［1］和 Merz等［2-3］针对轴系—艇体结构的耦合振动问题展开研究，通过在推力轴承位置使用动力吸振器来降低经由推力轴承传递到艇体结构的轴系纵向激振力，然后分别
中国舰船研究 2018年5期2018-10-25
- 神奇的粉笔舰船
用一整根粉笔制作艇体，较粗一端做艇艏，较细一端做艇艉。2.为保证艇体正直，可先在粉笔两端找出圆心，从而确定了艇体的纵中轴线，这样做出的模型不会扭曲变形。3.艇艏部分用美工刀、砂纸削磨成半球状：艇艉部分削磨成笔尖状。为了让粉笔模型表面更光滑，没有棱角，还可用布头裹住食指轻轻擦几下。注意擦的时候要轻，下端用手指轻轻托住以免粉笔折断。4.艇艏和艇艉做好后，将艇身一侧磨出平面作为艇的甲板，可将砂纸平放在桌面上轻轻磨几下即可。磨的时候手指用力要匀、要轻，以免粉笔折断
百科探秘·海底世界 2018年3期2018-08-03
- 气泡高速艇波浪中阻力及运动性能数值研究
？气层与摇荡运动艇体之间的相互作用力学规律如何？这一系列问题尚需深入研究和解答。针对以上问题，国内外公开发表的相关理论及试验研究不多。在试验研究方面，董文才等[5-6]通过拖曳水池试验探索了波浪中的气层减阻效果以及气层对艇体运动的影响规律，但鉴于试验条件限制，未能给出艇体运动、气层形态、阻力的同步变化过程。在理论研究方面，美国的Jin-Keun Choi等[7]联合采用面元法与求解URANS的方法研究了喷气下瘦长型船的船体兴波、气层形态及船体运动对气层分布
哈尔滨工程大学学报 2017年12期2018-01-15
- ISO/TC 188的由来及其国际标准
“艇的主尺度和艇体的标识”（Main dimensions of the craft and identification of the hull）；ISO/TC 188/WG 10 “电气设备”（Electrical equipment）；ISO/TC 188/WG 13 “操作者手册、术语和符号”（Operator's manual， terminology and symbols）；ISO/TC 188/WG 18 “构件尺寸”（Scantling
船舶 2017年1期2017-12-14
- 带新型冷却装置半滑行艇减阻方案探讨
上加半遮挡板、在艇体尾部增加艉压浪板、楔形块或拦截器等方案，采用船模试验方法开展方案对比分析，试验结果表明，在新型冷却装置上加半遮挡板的减阻效果达到8%，艉压浪板和楔形块的降阻效果达到15%。新型冷却装置；半滑行艇；船模试验；阻力关于半滑行艇和滑行艇的减阻措施的研究[1]，除了线型优化外，针对艇体运动浮态的研究，如在半滑行艇上加装艉压浪板、楔形块等措施[2-7]的研究比较多，但是对这些减阻措施的对比分析比较少。目前，半滑行艇附体减阻的研究主要集中在防溅条等
船海工程 2017年4期2017-08-09
- 轴-艇耦合系统的力传递特性分析
及推力轴承作用于艇体激起艇体振动。目前降低轴系引起外壳体的振动有降低螺旋桨的脉动激振力和改善轴系与壳体之间的减震装置 2 种方法。在降低螺旋桨脉动激振力较困难的情况下，研究激振力经轴系传递到壳体的路径，就对改善减震装置、降低壳体振动有重要意义。轴-壳耦合；轴系；壳体；螺旋桨激振力0 引 言螺旋桨与水下伴流场产生的脉动激振力是潜艇振动的一个重要激励源[1]。潜艇的主要结构是推进轴系与艇体耦合结构，螺旋桨激振力作用下的轴-艇耦合系统振动动力模型如图1所示：螺旋
舰船科学技术 2017年7期2017-08-02
- 考虑艇身弹性的起落装置着陆仿真分析
为三质量模型，即艇体质量与附连质量、弹性支撑质量和非弹性支撑质量。由于吊舱与艇身为刚性连接，所以上述的附连质量[2]是着陆仿真分析必须考虑的参数。因此，弹性支撑质量是缓冲部件上部的质量，包括支柱、过渡框架、支架、缓冲部件等；非弹性支撑质量是缓冲部件下部的质量，包括摇臂、机轮等；艇体质量包括机身（包含内部气体）、尾翼、动力装置等，具体见图1。文中假设飞艇垂直着陆速度匀速向下，飞艇水平速度为零。图1 起落装置动力学分析模型1.2 艇身动力学模型艇身为充气的弹性
装备环境工程 2017年5期2017-06-07
- 螺旋桨激振力传递模式下的艇体振动和声辐射分析
振力传递模式下的艇体振动和声辐射分析武星宇，纪刚，周其斗，黄振卫海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033潜艇的艇体结构是潜艇螺旋桨激振力向外辐射噪声的重要通道，而轴系是螺旋桨激振力传递到艇体的必经之路，因此有必要研究潜艇轴系向艇体传递的激振力对潜艇艇体振动和辐射声功率的影响。为此，分别针对螺旋桨轴向激振力、螺旋桨侧向激振力和螺旋桨垂向激振力工况，使用模式分析的方法，将轴系对艇体的作用力分解为互不相关的力传递模式的叠加。建立潜艇结构有限元模型，采用结构有
中国舰船研究 2016年6期2016-12-12
- 螺旋桨-轴系-艇体耦合系统振动控制分析与试验
谊螺旋桨-轴系-艇体耦合系统振动控制分析与试验胡睢宁1，2，覃会1，2，覃文源1，2，张志谊1，2（1.上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240；2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240）针对螺旋桨非定常激励力经由推进轴系激励艇体结构从而诱发辐射噪声问题，提出一种轴系纵向振动主动控制方法，将纵振控制器对称安装于推力轴承座上，通过反馈控制抑制轴承座振动。对螺旋桨-轴系-艇体耦合系统进行振动建模、控制和声辐射仿真分析，结
噪声与振动控制 2016年3期2016-10-14
- 新型高速艇的CFD模拟和对比分析
速艇的阻力性能对艇体的型线设计和艇体的流体动力学性能分析都显得十分重要。设计一种新型高速艇，通过NUMECA系列软件对不同的高速艇进行数值模拟计算，以研究此类新型高速艇的水动力性能。研究表明：加装水翼或防飞溅条均可增加艇体的升力，使艇体更快地处于滑行状态，安装了防飞溅条的翼滑艇的阻力性能良好。高速艇；CFD模拟；阻力性能；防飞溅条；水翼网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1755.TJ.20160729.09
中国舰船研究 2016年4期2016-09-02
- 基于水平电流线的潜艇运动感应电场分析
场的仿真，分析了艇体上下方感应静电场。仿真分析结果表明，感应电场具有量值可测、分布特征明显的特性。关键词：潜艇 感应静电场 水平电流线 地磁场0 引言水下电场被认为是舰船重要的物理特性之一[1]。国内外研究人员通过建立多种水下电场模型，研究各种来源电场的基本分布特性[2,3]。由电磁感应定律，磁场中的导体运动时，会在其两端产生感应电势。潜艇艇体主要是由金属材料制成的，潜艇在大地的地磁场中运动，也必然会产生感应电动势和感应电场[4]。本文通过建立水平电流线的
船电技术 2016年2期2016-04-22
- 潜艇水下回转运动数学模型研究与仿真分析
水下回转运动时，艇体受力受横向流影响极大，把潜艇看成一个刚体，利用潜艇重心处的运动参数对其进行求解的传统方法不再适用，所以本文通过分析对比不同的运动方程，得出合理有效的潜艇水下回转运动数学模型，采用分段计算方法对潜艇水下回转运动横向水动力进行建模仿真，重点分析了潜艇水下定常回转运动时漂角、回转角速度、横倾角以及纵倾角的变化规律，为下一步研究潜艇水下回转运动非线性特征打下基础。1 潜艇水下回转运动数学模型研究潜艇水下回转运动规律，模型是基础。目前，世界上对潜
舰船科学技术 2015年9期2015-12-20
- 自由抛落式救生艇落水冲击响应及可靠性分析
入水过程开始时，艇体与水面接触瞬间将产生巨大的冲击力脉冲，这一脉冲力有可能造成救生艇内部结构失效.在救生艇入水过程中，存在固、液、气三相的耦合，其过程较为复杂.文中以某救生艇为研究对象，主机配置为380 J，应用有限元分析方法对其入水冲击过程进行数值仿真，分析自由抛落后冲击载荷对艇体的冲击响应.最终得出:最大变形发生在入水时间t=0.35 s，即救生艇开始向水面浮升的时，最大变形量为34.3 mm;最大应力发生在t=0.035 s，为95 MPa，应力变化
江苏科技大学学报(自然科学版) 2015年6期2015-01-17
- 基于CFD不同AUV艇体的阻力性能分析
形状的设计不仅使艇体的水动力特性较好，更重要的是这种形状已经过大量的试验测试和研究［4］。例如，AUTOSUB型、HUGIN型、REMUS型和BLUEFIN型等均为回转体外形，另外也有一些AUV的外形为非回转体，如FLATFISH型的外形类似于扁鱼形［5］。本文将通过研究AUV在水下航行时水流流动的情况来确定AUV的阻力。当前，CFD方法、理论分析法和试验测量法是研究流体流动问题的主要方法。理论分析的结果一般带有普遍性，需要抽象和简化计算对象才能得到理论解
中国舰船研究 2014年3期2014-11-12
- 考虑艇体变形影响的轴系合理校中
确计算由于潜器的艇体变形所引起的轴承变位［1］并采用合理的校中方法，对提高潜器轴系校中的质量意义重大。合理校中，即将轴系按照轴承载荷合理分配的原则确定轴承跨距、标高等轴系布置参数，该状态下的轴系运行更加稳定。该方法被水面船舶轴系校中广泛采用［2］，并考虑了艇体变形的影响［3-5］；但目前潜器的轴系校中采用的仍然是传统的直线校中方式，而且未考虑艇体变形对轴系校中的影响，由此带来如下一些问题：1）直线校中是将轴承座看作刚体，不考虑轴承座的变形和轴承载荷的合理分
中国舰船研究 2014年3期2014-11-12
- 基于潜艇模型尾流湍流强度和耗散率的CFD模拟
另一方面，潜艇主艇体构型是潜艇构型的重要组成部分，其不仅对潜艇靠近壁面的湍流结构具有显著影响，而且其也与潜艇尾流信号特征具有密切关系。所以，优良的艇型对于抑制尾流信号特征，提高潜艇的快速性以及隐身性也具有重要意义。本文首次将CFD方法用于计算分析艇体半径、艇艏长度、艇艉长度等参数对潜艇尾流信号特征的影响。相对于实验方法，应用CFD技术的工程量小，也更经济。众所周知，将CFD技术应用于潜艇周围水流粘性流场数值模拟是近20多年来国内外持续研究的课题。吴方良等［
中国舰船研究 2014年3期2014-11-12
- 地磁场中潜艇运动感应静电场建模
和分析。针对磁性艇体运动产生的感应电场，文献［4］中建立了磁偶极子阵列模型，研究其分布特性。钢铁建造的舰艇，在航行时将切割地磁场磁力线产生感应电场，文献［5］通过水平直流电流元建立了水面舰船感应电场模型。与水面舰船相比，潜艇可处于浮航或潜航状态，外形也完全不同，其电场分布有其特殊性。在此通过建立潜艇钢制艇体运动切割地磁场感应电场模型，并进行了仿真计算，分析潜艇这一来源的电场的特性。1 地磁场中艇体运动感应电场模型表面防护涂层均匀完好的潜艇在海水中运动时，其
兵器装备工程学报 2014年7期2014-06-28
- 基于CFD不同AUV艇体阻力性能研究
国内对不同AUV艇体形状的阻力和附体引起艇体阻力增加研究较少。1 建立艇体几何模型1.1 AUV主艇体设计在深入研究AUTOSUB、HUGIN、REMUS、BLUEFIN形状几何特征基础上，选取不同的尺寸艇体作为研究对象，主艇体参数主要分为艇体总长度L(包括艏部长度Lf、中部长度Lm和艉部长度La)和艇体最大直径D，BLUEFIN根据艇体艏部不同分为流线型BLUFFIN1和钝型BLUFFIN2，见图1。具体主艇体的尺寸见表1。图1 带十字舵的AUTOSUB
船海工程 2014年2期2014-06-27
- 螺旋桨噪声贡献分离模型的仿真研究
归一化处理，求得艇体函数，给出各工况下螺旋桨绝对声压谱。对分离算法进行建模仿真，重点讨论不同航速工况的选取和机械噪声随航速的增长规律这2个因素对分离结果的影响。螺旋桨噪声;分离模型;归一化算法;艇体函数0 引言隐蔽性是保证潜艇战斗力的关键因素，破坏潜艇隐蔽性的主要因素是辐射噪声。潜艇的辐射噪声主要由机械噪声、螺旋桨噪声及水动力噪声构成［1］。实现对其分离将有助于确定各噪声源的贡献量，从而能为潜艇的设计提供各噪声源有针对性控制的依据。分离螺旋桨贡献的方法主要
舰船科学技术 2014年4期2014-03-08
- 小型玻璃钢开敞艇结构强度分析
广泛用于制作游艇艇体［1-2］。目前国外的玻璃钢船长度已经达到70 m以上，而我国现阶段只能制造长40 m以下的玻璃钢船。不但在尺度上落后于国外，即使同尺度玻璃钢船，其结构形式也跟国外先进技术存在差距［3］。受限制的不是玻璃钢材料本身的性能，而是缺乏这方面的结构设计和结构计算方法。1 玻璃钢船的结构特性玻璃纤维增强复合材料具有比强度高、不锈蚀、建造工艺性好、使用周期成本低等优点，在船舶工业中取得越来越广泛的应用。与同尺度、等截面的钢质船相比，玻璃钢船的刚度
船海工程 2013年1期2013-06-12
- 水下自主航行器(AUV)建模仿真研究
理解世界坐标系和艇体坐标系这两种坐标体系及相互转换关系。文中的动力学运动方程均建立在艇体坐标系下，如图1所示。3.AUV运动方程描述AUV运动特征的方程]如下：作用在水下航行体的所有外力和力矩主要划分为以下6类：(1)静水力和力矩；(2)超重惯性力和力矩；(3)流体动力和力矩；(4)操舵力和力矩；(5)推进力和力矩；(6)环境作用力。静水力由重力和浮力构成，它们均是方位的函数且与航行体的运动状态无关。粘滞力是关于运动速度的函数，而艇体的超重效果则主要与加速
电子世界 2013年13期2013-04-16
- 高速滑行艇升沉纵摇运动的实时数值预报方法研究
算过程中为保证当艇体产生大位移运动时的网格质量，采用弹簧法和局部重构联合作用的运动网格技术，控制艇体表面及外部网格的生长速度和尺度;同时为保证计算精度，对网格重构的时间步长进行了合理地控制.1 计算模型1.1 计算模型和网格划分针对某滑行艇艇型模型，采用Maxsurf软件进行三维建模，导入Gambit软件进行网格划分.计算模型的网格划分采用分区混合网格系统，并在艇体附近进行网格加密，其中艇体附近的球形和正方体网格区域用于保证艇体纵摇、升沉运动时的网格质量.
江苏科技大学学报(自然科学版) 2013年2期2013-02-28
- 降低船体建造总纵弯曲挠度的墩木设计方法研究
些设备的装配需要艇体挠度控制在一个合适的范围内。因此有必要研究精确控制船体总纵弯曲挠度值的建造工艺措施。本文研究一种墩木布置设计方法，按该方法设计的墩木系统可使潜艇建造精度达到全船龙骨在横舱壁处与基线高度的误差在±1 mm之内。1 总纵弯曲挠度及墩木结构分析潜艇是一个庞大复杂的钢铁结构物，在墩木上完成建造过程。墩木是弹性的，而潜艇结构亦是弹性的，因此潜艇可近似看成置于弹性基础上的弹性体。作用在潜艇上的载荷是潜艇结构及内部设备重力和墩木反力。造成潜艇建造挠度
船海工程 2013年1期2013-01-11
- 含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构试验研究
结合壳是潜艇耐压艇体圆柱壳与圆锥壳相连接的一种新型的、优越的结构形式.文献［1］对这种新型结构进行了理论分析，提出了计算方法.文献［2］将分别制作的凸锥-环-柱结合壳和凹锥-环-柱结合壳模型进行试验研究，并与相应的凸锥-柱结合壳和凹锥-柱结合壳进行比较，得出了一些重要的结论.实际潜艇耐压艇体结构中，若相邻两舱的直径不同，通常的连接结构形式是用圆锥壳将大圆柱壳和小圆柱壳连接，为消减锥-柱结合部由于锥壳与柱壳之间存在折角产生的高应力集中，在锥-柱结合部分别嵌入
哈尔滨工程大学学报 2011年9期2011-06-23
- 采用混合面和滑动网格模型对艇体流场数值分析比较
言在对螺旋桨与艇体相互影响的研究中，如果单独对螺旋桨或者艇体流场进行数值仿真均无法准确预报他们之间的相互关系［1］，而本文采用FLUENT软件对艇体尾部螺旋桨的粘性流场进行数值分析计算，采用SST湍流模型。在交界面处采用混合面和滑移网格两种处理方法，对螺旋桨和艇体粘性流场进行数值模拟，比较光艇与含有螺旋桨情况下摩擦阻力的差异，并与ITTC1957公式进行比较，来验证结果的准确性，从而揭示真实螺旋桨和艇体之间相互作用的内在规律。1 计算模型1.1 计算网格
船舶 2011年6期2011-06-07
- 滑行艇升沉纵摇运动的二维数值预报
性进行研究，得到艇体升沉幅值、纵摇角随时间的变化特性，以及阻力、升力和力矩随傅汝德数的变化规律，并分析了艇体达到稳定状态所需时间和滑行过程中艇底动压力的变化特性。研究表明：傅汝德数1.5时达到稳定滑行状态的时间仅为80 s；除了在傅汝德数2.0时发生严重振荡，其余3种情况下滑行艇均能够趋于一种“动平衡”状态。CFD；滑行艇；垂荡；纵摇1 引言高速艇的基本特点在于由高速的纵向流动引发的动升力 （矩），艇体升沉纵摇运动中动升力（矩）的作用不可忽视。近年来CFD
中国舰船研究 2011年6期2011-06-07
- 高速滑行艇的纵向运动分析与仿真研究
力，详细地推导了艇体受到的重力、浮力和动升力，并根据喷水推进器的工作原理，推导了喷水推进力的表达式；然后建立了喷水推进滑行艇的非线性纵向运动数学模型；最后设计了基于该模型的滑行艇纵向运动预报软件，并进行了高速滑行的操纵性仿真试验，仿真结果与船模试验数据吻合较好，表明了该模型能够较准确的预报喷水推进滑行艇在静水中的纵向运动。0 引言滑行艇与一般排水式船舶相比具有很大的不同，排水式船舶的重量基本由船体受到的静浮力支持；而滑行艇则不然，当其航速较高时，艇重的大部
船舶 2011年1期2011-04-03
- 推进器激励船舶振动辐射声计算方法
定常激励力作用到艇体结构上，是引起艇体振动的一个重要激励源。螺旋桨通过轴系激励艇体振动引起的辐射噪声是潜艇水下航行辐射噪声的重要组成部分，国外很早就在这方面开展了研究[1-2]，建立了相关计算方法和控制措施。近年来这一问题又得到学者关注，Pan[3]首先在实验室台架上设计了包括桨、轴、轴承及推进电机的试验模型，以支撑平板模拟推力轴承安装基座，研究了螺旋桨纵向激励力通过轴承到推力轴承支撑结构的传递机理。在研究中，假定在关心的频率范围内轴系作刚体运动，使用现场
船舶力学 2011年5期2011-01-19
- 夹层结构玻璃钢游艇整船结构强度有限元分析
遍缺乏新颖玻璃钢艇体结构强度的计算规范，因此设计者需要直接计算艇体结构强度。在研究玻璃钢游艇的基础上，用ANSYS软件建立全船有限元模型，采用层合壳单元处理复合材料和复合材料夹层结构并计算分析整船结构强度。分析中所采用的方法对于正确地进行玻璃钢游艇整船直接计算具有指导作用和实用价值。同时所采用的冲击力和水动力加载方法可应用于其他类型的高速艇结构强度的有限元分析。玻璃钢；夹层结构；结构强度；ANSYS1 引 言目前国外的玻璃钢船长度已经达到70 m以上，甚至
中国舰船研究 2010年2期2010-03-06
- 带艉升力板艇的流体动力计算方法
430064针对艇体对艉升力板的干扰，提出一种计及艇体干扰的艉升力板升力和阻力的计算方法，用于带艉升力板艇的流体动力计算和艉升力板的参数优化。此方法的实质是对进入艉升力板的水流冲角和流速进行修正后，再采用滑行平板的计算方法计算带艉升力板艇的流体动力。应用此方法计算所得的结果与船模试验结果进行了对比，证明此方法是可靠而有效的。干扰；流体动力学；艉升力板；艇体1 引言在快艇上采用艉升力板的情况日渐增多，究其原因在于设置艉升力板在一定范围内可以降低艇的阻力，从而
中国舰船研究 2009年1期2009-04-08
- 尺度效应对全附体潜艇阻力数值计算结果的影响
，研究网格数量和艇体主尺度大小对高雷诺数条件下潜艇阻力计算结果的影响，通过对计算结果的分析，获得了尺度效应和网格数量对潜艇阻力数值计算结果的影响规律。潜艇阻力；高雷诺数；粘性流场；数值计算1 引言随着计算机硬件和软件技术的发展，潜艇学术界和工程界迫切需要对潜艇在高雷诺数条件下的水动力特性进行数值模拟和试验研究，由于目前在实验室无法对潜艇进行高雷诺数 （实艇雷诺数）条件下的水动力试验，建立专门的潜艇水下测速场是一项费用需求很大的工程，根据潜艇的航速来反推潜艇
中国舰船研究 2009年1期2009-04-08
- 如何援救失事潜艇
潜艇发生事故——艇体损伤、破裂；二是艇体完好，仅是在水下丧失机动能力。对于潜艇失事的危险，前者比后者更严重，因为，若仅是机动能力丧失，但艇体完好，潜艇可以利用各种手段向外界发出求救信号，等待外援救助，救生潜艇或其他救生手段的正常运用都能使艇员脱离危险。而艇体损伤，甚至破裂、变形，就使潜艇所处的情况十分危急、复杂，比如可能造成艇内充水、毒气泄漏、救生出口变形无法启用，以及空气再生和净化装置不能正常工作等。这次“库尔斯克”号潜艇的失事就属于这种情况，其艇体显然
军事文摘 2001年1期2001-06-14