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常欣
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- 所属机构:哈尔滨工程大学船舶工程学院
- 所在地区:黑龙江省 哈尔滨市
- 研究方向:交通运输工程
- 发文基金:国家自然科学基金
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- 基于字典排序方法的螺旋桨优化设计
- 2015年
- 为实现螺旋桨效率在一定的设计进速系数范围内的最佳化,本文以母型桨设计进速周围多个进速点对应的敞水效率为目标函数,以螺距比的径向分布为优化变量,以推力和空泡性能为约束条件建立优化数学模型,基于字典排序方法对优化模型进行求解。得到了优化后的螺旋桨螺距比径向分布,并将优化结果与以设计航速点的螺旋桨效率为目标进行优化后的结果进行对比。结果表明,由于船舶航行时航速的变化,以设计航速点的效率为目标进行螺旋桨优化往往达不到预期的节能效果,需要综合考虑设计航速周围内多个工况点对应的效率。
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- 基于粒子群算法的水翼剖面优化设计被引量：7
- 2010年
- 水翼是船舶设计和各种水中运动装置设计的重要组成部分,在船舶海洋工程领域的应用十分广泛.采用粒子群优化算法(PSO)对三维水翼翼型进行了以提高升阻比为目标的优化设计.翼型由解析函数线性叠加法表示,目标函数和粒子的适应度由基于面元法的流场数值解来提供.整个优化计算过程较传统的优化方法原理简单,计算量小,优化后的水翼型能较原翼型的水动力性能有明显改善.优化结果验证了粒子群优化算法结合面元法在水翼剖面优化设计中的可行性,对今后水翼剖面优化设计有一定借鉴意义。
- 常欣郭春雨孟祥印周斌
- 关键词：粒子群优化算法面元法优化设计
- 固定叶轮水动力性能数值分析
- 2016年
- 为研究螺旋桨后固定叶轮的节能效果,采用计算流体力学(CFD)方法对螺旋桨与固定叶轮进行仿真模拟。计算域划分为螺旋桨小域、叶轮小域、外部大域等3个区域,三者均采用结构网格。计算域整体为圆柱形区域,与螺旋桨同轴,靠近螺旋桨与叶轮区域网格加密,来流采用均匀流,分别改变进速系数、螺旋桨与叶轮距离以及叶轮叶数等参数,依计算结果选取最优解并按照加法原则划分并在计算过程中增减工况。分析认为:在距离为0.7D、进速系数1.0、叶轮叶数5叶时,节能效果最佳;同等情况下,效率较不加叶轮提高9.46%。
- 况贶孙帅常欣王超
- 关键词：计算流体力学节能螺旋桨
- 全方向推进器非定常水动力性能的面元预报方法被引量：7
- 2007年
- 研究了全方向推进器非定常水动力性能的面元预报方法,基于螺旋桨面元法建立了全方向推进器的非定常水动力性能计算的数学模型,对全方向推进器的非定常水动力性能进行了数值预报。采用了关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面元以消除面元间的缝隙。用Newton-Raphson迭代过程在桨叶随边满足压力Kutta条件。在计算面元的影响系数时,应用Morino导出的解析计算公式加快了数值计算的速度。为避免数值求导中的奇异性,用Yanagizawa方法求得物体表面上的速度分布。本文计算结果与日本水池模型试验结果、升力线方法计算结果及升力面方法计算结果进行了对比。
- 常欣黄胜贡毅敏
- 关键词：舰船工程全方向推进器面元法速度势
- 桨舵系统非定常水动力性能预报方法研究被引量：5
- 2011年
- 基于势流理论,提出了一种求解桨舵系统非定常水动力性能的方法.系统地研究了流场中含2个升力体的面元法理论,建立了相应的数值计算模型.模型中螺旋桨和舵同时求解,二者间的相互干扰通过时域内影响系数的变化进行考虑.以定常计算结果作为非定常计算的初始值,考虑了非定常求解时泄出涡的时间效应.计算了均匀流及非均匀流中桨舵系统非定常水动力性能.若均匀流中计算结果与实验值进行了比较,结果表明:计算值与实验值符合良好,计算方法具有良好的精度,可以有效地预测桨舵系统非定常水动力性能.
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- 侧斜与纵倾对螺旋桨水动力性能的影响分析
- 研究侧斜与纵倾对螺旋桨的水动力性能的影响,采用基于速度势的面元法对螺旋桨的敞水性能进行了预报与分析.根据势流方法建立求解螺旋桨表面速度势的积分方程,用离散方法求解该方程,螺旋桨表面的源汇强度可以根据运动学边界条件得到.通...
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- 关键词：船舶工程螺旋桨侧斜纵倾水动力性能敞水性能
- 对转桨无空泡噪声性能预报及影响因素分析被引量：1
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- 为了研究对转桨的无空泡噪声特性,基于普通桨的噪声预报理论与声学理论建立了对转桨的无空泡噪声预报方法,将对转桨作为声源模型,在其检测点上进行不相干声源的处理的同时运用不相干声波的叠加方法,随后,从桨叶数、桨直径、前后桨间距、伴流场等四个方面因素出发,系统分析了各个因素对对转桨无空泡噪声性能的影响。结果表明:处于流场中的桨轴方向,计算总噪声值最大,在桨盘面方向由于两桨之间的扰动,载荷噪声仍是总体噪声的主要部分。不同因素对对转桨的无空泡噪声影响各有异同,为对转桨的优化设计提供了参考依据。
- 常欣夏琨叶礼裕王超
- 关键词：对转桨噪声性能指向性伴流场
- 冰临近过程中螺旋桨的水动力性能计算分析被引量：5
- 2016年
- 为了研究非接触工况下的冰桨干扰水动力载荷,以粘性流体力学为基础,运用重叠网格技术,开展了冰桨干扰的定常计算方法的研究。首先,通过与实验结果的对比,验证了方法可行性;其次,基于重叠网格技术,研究了干扰冰运动到不同空间位置时,螺旋桨水动力性能的变化趋势和规律;计算时,各计算域均采用切割体非结构化网格,各域之间通过重叠网格的嵌套进行数据的传递。为了更好地捕捉桨前流场的细节,在冰桨间隙处进行了多层网格的局部加密,同时结合SSTk-ω湍流模型进行冰桨近场水动力计算。总结出冰对螺旋桨的影响是由冰在桨前产生的干扰伴流区域位于桨盘面以内的面积以及与桨的相对位置共同决定的。计算结果具有一定的可靠性,可为冰区螺旋桨的设计与性能计算提供参考。
- 常欣封振王超孙盛夏
- 关键词：非接触重叠网格水动力性能
- 对转桨非定常水动力性能的数值分析
- 2017年
- 基于速度势的面元法预报了对转桨的非定常水动力性能,采用周向平均的方法处理转桨的两桨之间的干扰.首先通过将定常计算值与文献值进行比较验证算法的可靠性.然后,进一步分析了对转桨的非定常水动力性能,并将计算值与实验值和文献值相比较.结果显示:非定常结果与文献值非常接近,而且在加入伴流场后,非定常计算值比定常计算值的精度更高.计算了对转桨不同方向上的非定常力和力矩,分析表明该方法在计算对转桨水动力性能方面有一定适用性.
- 常欣夏琨叶礼裕王超
- 关键词：对转桨面元法非定常水动力性能伴流场
- 非定常流中桨后舵附推力鳍的数值模拟被引量：8
- 2007年
- 采用基于速度势的面元法计算螺旋桨与其后舵附推力鳍的非定常水动力性能,船体对螺旋桨的影响以桨盘面处的非均匀伴流来模拟.计算了螺旋桨0.7半径处在旋转一周过程中表面压力分布的变化情况,并与试验数值进行对比.在此基础上,计算了处于非均匀来流的螺旋桨后的舵附推力鳍的水动力性能.舵附推力鳍与螺旋桨的互相干扰以迭代处理,分析了采用不同剖面的推力鳍其助推效率的变化,将鱼形鳍剖面引入推力鳍中,并对鱼形鳍随边处进行了一些修改,计算了螺旋桨在旋转一周过程中,鱼形推力鳍助推效率的变化,计算结果与相同展长、弦长的NACA0018剖面相比,鱼形鳍的助推效率增加了约30%.
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- 关键词：非定常流面元法螺旋桨舵附推力鳍
