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国家自然科学基金(50879090): 作品数：37 被引量：160H指数：8; 相关作者：董文才姚朝帮许勇孙小帅岳国强更多>>; 相关机构：海军工程大学中国人民解放军海军工程大学中国舰船研究设计中心更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金更多>>; 相关领域：交通运输工程理学天文地球水利工程更多>>

迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析（英文）被引量：7: 2017年; 基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hulls,SWATH)迎浪规则波中纵向运动及波浪载荷的非线性特性研究。通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了文中方法的有效性;在此基础上,较为系统地分析了SWATH船的垂荡及纵摇运动响应、垂向加速度和波浪载荷的一阶及二阶量随入射波高的变化规律,指出SWATH船的运动响应及载荷与波高存在非线性的关系,尤其体现在响应共振区附近;相比于船体垂荡和纵摇运动,垂向加速度及波浪载荷的非线性特性更为显著。; 邓磊董文才姚朝帮; 关键词：小水线面双体船 RANS

查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法被引量：8: 2012年; 针对雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程结合流体积法(VOF)计算滑行艇阻力耗时较长、现有滑行艇阻力估算公式精度较低且适用范围有限,提出了一种查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法.通过求解艇体平衡方程,迭代求出艇体航态,动态计及升沉和纵倾角对艇体流场和阻力计算的影响.对于艇体航态变化显著时的阻力计算(体积傅氏数F>1.5),先采用查洁法估算初始纵倾角,再求解RANS方程可大幅提高计算效率.采用该方法计算了现代滑行艇模型4667-1和SM5的阻力、升沉和纵倾角,并与试验结果对比.结果表明:0.26≤F≤6.03,阻力计算值与试验值误差小于7%,升沉和纵倾角计算值与试验值吻合良好,从而验证了所提出的计算方法有效性.; 董文才姚朝帮; 关键词：滑行艇升沉

A fast integration method for translating-pulsating source Green＇s function in Bessho form被引量：4: 2014年; 研究目的:实现Bessho型三维移动脉动源格林函数的快速数值计算创新要点:1.提出了综合采用变量代换和"最速下降法"计算振荡项;2.推导了变量代换后,被积函数出现"伪奇异性"点的快速数值求解方法;3.建立了参数域内的局部自适应数值积分方法。研究方法:1.采用"Gaussian quadrature rule"消除被积函数端点处的奇异性;2.结合变量代换和"最速下降法"的特点,采用分区方法处理振荡积分(见图6);3.采用参数域内局部自适应积分方法实现被积函数沿最速下降线积分的快速计算。重要结论:1.采用"Gaussian quadrature rule"能有效消除积分端点的奇异性;2.采用提出方法计算格林函数及其偏导数的耗时为4×10 3s–6×10 3s,能满足工程应用的需要。; Chao-bang YAO Wen-cai DONG; 关键词：振荡特性

深V型滑行艇静水阻力性能影响因素研究被引量：14: 2009年; 基于深V型滑行艇的系列模型阻力试验数据,比较系统地分析了深V型滑行艇静水阻力的影响因素,研究了阻力、浸湿面积、浸湿长度以及航行纵倾角随折角线长宽比、重心纵向位置、负荷系数、艇底斜升角等因素的变化规律,指出在舯部斜升角保持24.6°不变的前提下,艇底艉部横向斜升角为10°左右时滑行艇静水中的阻力性能较优,进一步增加增升角度对静水阻力性能不利。; 岳国强姚朝帮董文才

基于全相位时移相位差的船模试验信号频谱分析方法研究(英文): 2013年; 相位信息是船舶水动力特性的重要方面之一。为了高精度识别船模试验测量信号中的频率成分属性,文章对测量信号作分离和延时处理,将全相位时移相位差法应用于动态信号的处理分析之中。通过仿真信号分析表明,该方法具有良好的抑制频谱泄漏性能和相位分析能力,且谐波分析能力强、抗噪性能好,在信噪比大于10 dB的噪声环境下参数识别的精度仍较高。对两船近距航行模型试验,应用该方法对全拘束船模的垂荡力和艏摇力矩信号开展了频谱分析,分析得到的一阶波浪力幅值及相位差表现出较好的规律性。; 肖汶斌董文才; 关键词：船模试验频谱分析

开尔文源格林函数数值计算方法对比研究被引量：2: 2015年; 为了探究开尔文源格林函数的快速数值计算方法,从精度与效率两方面对其近场扰动项N和远场波动项W常用的求解算法开展对比分析。N项的计算方法主要有:制表法、切比雪夫多项式拟合法、有理函数法及改进的梯形法。W项的计算方法主要有:Bessel函数法和变量代换法。对这些算法的数值分析表明:采用切比雪夫多项式拟合法及制表法计算N项、采用"变量代换法"计算W项的精度与效率较高;两者结合计算Kelvin源格林函数的算法可用于船舶静水航行兴波流场的分析。; 姚朝帮董文才; 关键词：振荡性切比雪夫多项式变量代换

Havelock型格林函数振荡项数值积分的稳定性研究被引量：3: 2013年; Havelock型格林函数的传播项被积函数是高频振荡且奇异的复变函数,文献[4]引入变量代换获得了一种兼具积分效率和精度的积分方法,本文研究了该方法的积分稳定性,发现该方法仍存在如下的积分困难:(1)θ=γ时复函数中分母为零引起的计算溢出;(2)θ=π/2是复函数在y及z方向偏导数的无穷间断点;(3)场点与源点横坐标相同时伪奇异点变为真奇点。针对这些积分困难,采用极限公式计算θ=γ处复函数的值避免计算溢出;在保证积分精度的前提下采用截断方法略去θ=π/2邻近区域的积分消除无穷间断处的奇异;针对(3)采用分区法处理以避开原被积函数的高频振荡,并消除奇异性。伪奇异性存在的条件是场点必须在点源传播波的传播范围内,伪奇异点最多为2个。; 许勇董文才; 关键词：奇异性

粘性对方尾船波浪力的影响分析（英文）: 2017年; 航行船舶绕射问题的准确求解是预报船舶波浪中运动的基础。文章分别采用基于三维移动脉动源的边界元法和基于RANS方程的CFD方法求解了规则波中航行的方尾船模型的波浪力,并通过与试验结果比较验证了方法的可靠性。CFD计算时通过从波浪力中分离出粘性力,研究了粘性对方尾船波浪力的影响。结果表明,基于RANS方程的波浪力计算结果与试验结果和势流理论结果吻合良好,在长波中与试验值更接近。粘性对船模斜浪航行时的横摇力矩有较大影响。; 孙小帅董文才姚朝帮; 关键词：波浪力 RANS 粘性

基于拓展Kalman滤波的船舶自由横摇参数辨识被引量：4: 2016年; 提出一种基于拓展Kalman滤波的船舶自由横摇辨识算法,可以对横摇阻尼及回复力系数进行参数辨识.该算法可使用横摇角位移、角速度、角加速度信号或者它们的组合作为辨识输入.通过对非线性横摇的仿真运动进行辨识,确定了有效参数初值的选取范围,同时发现即使在观测误差较大时该算法仍能获得较精确的辨识结果,且减小测量误差,有助于提高辨识精度.在确定了适用于目标船模的阻尼模型后,根据试验数据,辨识其自由横摇参数并以此进行横摇运动仿真,所获得的仿真曲线与试验测量值匹配良好.; 霍聪董文才; 关键词：参数辨识

穿浪双体船迎浪纵向运动和阻力增值数值分析被引量：1: 2016年; 针对穿浪双体船(WPC)航速高、航行姿态变化显著,传统方法难以准确预报其耐波性的现状,采用RANS方程及VOF算法模拟了船体兴波自由面,使用Overset技术实现了船体运动区域与周围流域物理量的插值求解,建立了穿浪双体船在波浪中运动及阻力增值计算方法,并通过计算结果与模型试验数据及切片法计算结果的对比发现,该方法较切片法预报精度显著提高,从而验证了该方法的有效性。数值计算结果还表明:该船波浪中的运动是以静水航行姿态为平衡位置的摇荡运动;不同波长时,阻力增值中摩擦阻力与压差阻力的贡献有所变化,在短波中(λ/L≤1.4),58.9%≤ΔRf/ΔRt≤72.4%,在长波中(λ/L>1.4),59.9%≤ΔRp/ΔRt≤70.0%。; 徐野董文才姚朝帮; 关键词：穿浪双体船 RANS

国家自然科学基金(50879090)

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