国家自然科学基金(51309230)
- 作品数：14 被引量：31H指数：4
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- 相关机构：中国人民解放军海军工程大学海军工程大学更多>>
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- 有限长水翼在湍流中激振力响应函数研究
- 2018年
- 无论船舵还是机翼,激振力的产生都会严重地影响其噪声性能和使用寿命,因此深入研究湍流中激振力是很有必要的。针对有限长水翼在湍流中的非定常激振力问题,分别建立流动系数不同的两向波谱函数描述三维湍流场,并推导了有限长水翼的响应函数。将计算结果分别与实验值进行对比,发现与实验结果吻合较好。在此基础上分别在不同情况下对薄片理论的适用性进行了研究,发现水翼展长比较大时,可忽略展向波数的影响;而湍流尺度只在无因次频率κ较小时对薄片假设产生的误差有影响。对水翼升力系数和下洗速度的自相关性进行了研究,深入探究薄片假设产生误差的原因。结果表明:当无因次频率较小(<1时),湍流尺度越大,薄片理论的误差越小;当无因次频率较大时(>5时),湍流尺度的大小不能影响薄片理论的误差。随着水翼展长b增大,薄片理论的误差减小,该参数对薄片理论的影响不受其他条件影响。升力系数的相关性比下洗速度更强,而薄片假设忽略了升力和下洗速度分量w展向方向相关性的差异,这是薄片假设在大多数情况下不适用的原因。
- 蒲汲君周其斗孟庆昌
- 关键词：响应函数
- 有限长水翼在侧斜来流中激振力响应函数研究
- 2019年
- 文章针对有限长水翼在湍流中的非定常问题,分别建立流动系数不同的两向波谱函数描述三维湍流场,并推导了有限长水翼的响应函数。将计算结果分别与实验值进行对比,发现与实验结果吻合较好。在此基础上对来流速度存在攻角和侧斜角情况下的响应函数进行了研究,发现来流攻角并不影响响应函数。在来流存在侧斜的情况下,侧斜角在低频区间内会使响应函数增大;在高频区间内使响应函数衰减更快。同时还得出了湍流尺度的增大会加剧来流侧斜角对响应函数影响的结论。
- 蒲汲君周其斗刘文玺
- 关键词：响应函数
- 湍流中螺旋桨激振力宽频谱及参数影响研究被引量：4
- 2020年
- 针对螺旋桨在湍流中的非定常激振力问题,文章介绍并推导了相关性法,在相关性法的基础上,重新定义了湍流速度相关性公式,并考虑了螺旋桨抽吸作用导致的湍流涡拉伸变形的影响,引入了拉伸系数ax,ay和az,推导了新的螺旋桨激振力宽频公式。同时,使用了十桨叶螺旋桨模型,分别采用相关性法和改进后的相关性法对其进行了计算并与试验值进行对比,发现改进后的相关性法能较好地预报螺旋桨激振力宽频谱,特别是在叶频处能与试验值符合较好。最后,在此基础上,研究了螺旋桨转速n、湍流积分尺度Λ和螺旋桨桨叶数N等参数对螺旋桨激振力宽频谱的影响。
- 蒲汲君周其斗孟庆昌
- 关键词：螺旋桨
- 远距离拖曳式试验系统中航行体运动特性研究
- 2016年
- 为计算远距离拖曳式试验系统中航行体的运动轨迹和姿态,分别建立了垂直面和水平面运动方程,使用龙格库塔法对方程组进行求解。初始垂荡位移、横荡位移、纵倾角、首摇角、纵摇角速度、首摇角速度对航行体运动稳定性影响较小,初始垂荡速度和横荡速度对航行体的稳定性影响较大。缆绳张紧力越大,航行体的稳定性越好。张紧力超过30k N后,稳定性改善效果不再明显。针对远距离拖曳式试验系统,选择30k N的张紧力比较合适。
- 孟庆昌周其斗吕帮俊潘雨村
- 关键词：垂直面运动稳定性拖曳系统
- 高速射弹垂直入水空泡形态及水动力特性研究被引量：8
- 2019年
- 对射弹垂直入水弹道和空泡形态进行研究,基于雷诺时均的Navier-Stokes方程,采用动网格技术,并嵌入用户自定义函数,建立了射弹垂直入水计算模型。引入了体积分数多相流模型及Schner-sauer空化模型,揭示了空泡演化和闭合等规律。通过与文献数据的比较,验证了方法的有效性。对于亚声速射弹,空泡先发生面闭合,闭合的无量纲时间保持不变。跨声速时,截头圆锥头部形成脱体弓形激波,其阻力系数比亚声速和超声速时大,这与细长体理论计算的结果一致。
- 孟庆昌易文彬胡明勇张志宏刘巨斌
- 关键词：亚声速跨声速超声速射弹超空泡闭合时间
- 非均匀湍流场中螺旋桨噪声研究被引量：1
- 2019年
- 针对螺旋桨在湍流中的非定常噪声问题,在均匀湍流下螺旋桨宽频噪声相关性法的基础上,推导了非均匀湍流下螺旋桨宽频噪声的公式。在均匀湍流的研究中使用了十桨叶螺旋桨模型,并将计算结果与试验数据进行了对比,发现吻合较好。对于非均匀湍流中的问题,研究发现湍流的不均匀程度不会对宽频谱波峰的位置产生影响,噪声谱波峰的位置仍然取决于叶频,湍流的不均匀程度只会改变叶频处的波峰高度。最后研究了均匀湍流和非均匀湍流中侧斜角对螺旋桨噪声的影响,发现桨叶侧斜角的存在会降低螺旋桨在湍流中受到的宽频噪声。
- 蒲汲君周其斗吕晓军
- 关键词：螺旋桨
- 加肋圆柱壳结构的FE-IE算法网格尺度划分原则被引量：1
- 2017年
- 为了研究结构有限元耦合流体无限元算法的网格尺度划分原则,提出有限元-无限元算法中结构湿表面的网格尺度划分原则。数值计算结果表明,对加肋圆柱壳而言,在保证一个肋骨间距至少有2个有限元单元的前提下,将结构主振型弯曲波波长作为有限元-无限元算法中结构湿表面网格尺度划分的参考标准是可行的,即保证一个主振型分量波长内至少有6个有限元单元。提出以结构主振型分量的弯曲波波长(而不是最短的结构波长)作为有限元-无限元算法中网格尺度划分的参考标准,所得结论对于有限元-无限元算法中结构湿表面的网格划分以及控制内域流体有限元数量均具有十分重要的参考意义。
- 黄振卫周其斗方斌谢剑波
- 关键词：加肋圆柱壳振动与声辐射
- 基于湍流脉动压力的波数——频率谱预报流噪声被引量：1
- 2017年
- [目的]根据Lighthill声类比方程及其发展理论,可以将壁面湍流脉动压力的波数—频率谱作为声源项来预报流噪声,且分析湍流脉动压力的波数—频率谱有助于了解湍流结构的时空关联特性。[方法]以NACA0012翼型为例,采用大涡模拟(LES)方法进行流场仿真计算,然后通过Fourier变换得到壁面湍流脉动压力波数—频率谱的数值解,并与Corcos的平板湍流边界层脉动压力波数—频率谱模型进行比较;在此基础上,将该波数—频率谱作为声源输入,代入Goldstein版本的声类比方程中预报辐射噪声,并与软件计算的流噪声结果以及Brooks试验拟合结果进行比较。[结果]结果发现:小曲率变化的NACA 0012翼型表面的波数—频率谱具有与平板表面相似的一般特性;在中、低频段采用该方法预报的流噪声结果与Brooks试验结果拟合更好。[结论]所得结果表明开展波数—频率谱研究是有必要的,将其作为主要声源项来预报亚声速下产生的流噪声是合理的。
- 伍宏亮周其斗吕晓军孟庆昌
- 关键词：FOURIER变换流噪声
- 加肋圆柱壳结构的FE-BE算法网格尺度划分原则研究被引量：2
- 2017年
- 研究结构有限元耦合流体边界元算法(FE-BE算法)中结构湿表面的网格尺度划分原则具有十分重要的意义。以有限长加肋圆柱壳为研究对象,采用波数谱分析方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)。根据分析结果提出FE-BE算法中结构湿表面的网格尺度划分原则,并采用FE-BE算法验证了该原则的有效性。
- 黄振卫周其斗纪刚孟庆昌段嘉希
- 关键词：加肋圆柱壳振动与声辐射
- 射弹斜入水时流体动力特性及弹体水动力冲击载荷研究被引量：2
- 2021年
- 为了更好地研究射弹倾斜入水时流体的动力特性和弹体水动力冲击载荷的变化规律,基于雷诺平均的Navier-Stokes方程,结合STAR-CCM+软件的重叠网格技术,建立了圆柱弹体斜入水计算模型,利用欧拉多相流模型中的流体体积法计算分析了射弹斜入水时的流体动力特性和弹体受力规律,获得了弹体初始入水速度对入水深度的影响规律。研究发现:阻力系数峰值与初始入水速度正相关,射弹完全进入水中后,射弹所受阻力迅速趋于稳定;射弹入水撞击阶段产生的水雾会填充空泡内部,并促进空泡扩张,重力会影响空泡外形并使之不对称;当射弹出现尾拍现象时,会在尾部形成压差力。数值计算与实验结果对比表明:所采取的数值计算方法是可靠的、有效的。
- 胡明勇张硕孟庆昌易文彬
- 关键词：空泡VOF
