国家自然科学基金(51009144)
- 作品数：35 被引量：159H指数：9
- 相关作者：王永生杨琼方张志宏张明敏苏永生更多>>
- 相关机构：中国人民解放军海军工程大学中国船舶科学研究中心海军驻武汉四三八厂军事代表室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国人民解放军总装备部预研基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学机械工程兵器科学与技术更多>>
- 基于解调技术的喷泵空化特征提取方法研究被引量：1
- 2013年
- 通过对喷水推进泵实船空化测量,捕捉了喷水推进泵在不同工况下的进口水声信号和壳体振动信号,对其空化调制特征进行了研究.结果表明:(1)喷水推进泵的空化受其叶频及其倍叶频调制;(2)随着空化强度的增加,喷水推进泵的调制特征量的变化与声压规律曲线一致,即满足先上升后下降的趋势.据此,可以利用调制特征对喷水推进泵的空化进行实时监测.
- 苏永生王永生杨哲辉
- 关键词：喷水推进泵空化调制特征
- 实船喷水推进泵空化识别试验被引量：2
- 2012年
- 根据空化特征,提出了利用高阶导数判别空化特征频带的方法.对喷水推进泵壳体振动信号以及进口水声信号进行高阶导数计算,然后进行均方根标准化,通过特征频段滤波后在时域中求取超过给定阈值的极值,计算其均值、均方根值、方差、歪度以及峭度指标,利用基于最小二乘支持向量机(LS-SVC)对实船测试的6种空化状态进行了分类识别.与传统的反向传播(BP)和径向基函数(RBF)神经网络识别效果相比,LS-SVC的分类准确率更高,程序运行时间更短.
- 苏永生王永生段向阳
- 关键词：喷水推进泵空化高阶导数最小二乘支持向量机
- 侧斜与负载对螺旋桨无空化和空化水动力性能的影响被引量：4
- 2012年
- 为了定量分析空化初始航速的影响因素,首先分析侧斜和负载对螺旋桨无空化和有空化时性能的影响。以NSRDC 4381无侧斜桨和4383 100%侧斜桨为对象,采用改进Sauer空化模型和修正SST湍流模型,对空化崩溃性能、空化初生性能和无空化时正车、倒车以及紧急倒车敞水性能进行了计算与比较。结果表明,预报两个桨的敞水性能曲线和多空化数下的空化崩溃性能曲线均与实验值吻合较好。在中度负载区间(J=0.5～0.9)内,侧斜对正车和紧急倒车时敞水性能以及空化时推力和力矩崩溃性能均无明显影响,但会使倒车敞水性能显著下降。在重载和轻载条件下,侧斜均能明显改善空化初生性能。侧斜一定时,负载会直接影响尾流湍流速度脉动量和涡核集中区分布,影响轴面速度流管收缩程度,进而影响无空化和有空化条件下的推进性能。
- 杨琼方王永生张志宏
- 关键词：螺旋桨侧斜
- 螺旋桨空化初生的判定和空化斗的数值分析被引量：16
- 2012年
- 为了实现空化多相流模拟在螺旋桨空化初生和空化斗预报中的应用,采用改进Sauer空化模型和修正剪切应力输运(SST)湍流模型,对NSRDC4381桨的叶背和叶面片空化初生、梢涡空化初生和空化斗底线特征进行了模拟、校验和分析,提出了"当σ>σi时,叶梢截面压力系数分布不再改变"的空化初生判定准则,并分析了其适用范围.同时,将空化斗由传统的三区细分为五区,以更准确地描述不同工况点的桨叶空化状态.结果表明,在设计和非设计进速系数下,预报桨叶叶背和叶面不同叶截面的初生空化数均与实验值吻合较好;模拟梢涡空化初生再现了局部梢涡空化和导边梢涡空化同时存在的现象,证明了分别用叶背0.7R截面和叶面0.4R截面的片空化初生曲线来表征叶背和叶面可视梢涡空化初生的合理性.空化初生判定准则适用于空化斗底线上方的叶背和叶面片空化区.将空化斗底线下方区域进一步细分为叶背0.3R至叶梢的片空化区以及叶背与叶面同时片空化区,以更好地在工程中应用空化斗来描述桨叶空化形态和求取空化航态的航速.
- 杨琼方王永生张志宏
- 关键词：螺旋桨湍流模型
- 螺旋桨梢涡空化初生和空化斗的数值求解
- 采用在混合密度中显示包含非凝结性气核(Non-condensable gas,NCG)质量分数和体积分数的混合物多相流模型和考虑湍流影响的相变临界压力,且NCG质量分数取7 8×10、体积分数取1.0×10和气泡平均初始...
- 杨琼方王永生张志宏
- 关键词：螺旋桨湍流模型
- 改进空化模型和修正湍流模型在螺旋桨空化模拟中的评估分析被引量：10
- 2012年
- 为评估改进Sauer空化模型和修正切应力输运湍流模型联合使用时在螺旋桨空化模拟中的效果,以及'当σ>σi时,叶梢截面压力系数分布相对不再改变'的空化初生判定准则的适用性,以E779A螺旋桨为对象,对轻度(Ac/A0<0.1)、中度(0.1≤Ac/A0<0.25)和重度(0.25≤Ac/A0<0.5)空化程度下的桨叶空化形态、空化面积、叶截面压力系数分布、推力和力矩崩溃性能曲线以及初生空化数进行校验和分析。结果表明,在轻度空化下模拟空化面积较试验值略小;中度空化下与试验值吻合很好,模拟精度明显高于同类文献;在重度空化下因包含了泡空化面积而较试验值要大。在设计和非设计进速系数下,预报因空化引起的推力下降起始点均与试验值吻合很好,但推力衰减指数较试验值要大。应用空化初生判定准则得到J=0.77工况下初生空化数为3.25,较试验值仅偏差0.6%。由此表明,所采用的数值模型对于螺旋桨轻度和中度空化程度下的空化性能模拟具有较高的精度,所提出的空化初生判定准则是可信而且适用的。应用该准则,在求取0.88R(低侧斜桨)或0.7R(大侧斜桨)截面的初生空化数后,可较准确地预报螺旋桨空化斗图谱,进而预报舰艇空化初始航速。
- 杨琼方王永生张志宏
- 关键词：螺旋桨湍流模型
- 伴流场中大侧斜桨无空化水动力和噪声的尺度效应分析(英文)被引量：1
- 2013年
- 针对艇尾伴流场中大侧斜桨无空化水动力和水声性能的尺度效应问题,对几何相似但直径分别为250,500和1000mm的七叶大侧斜桨的无空化线谱噪声及其标准化谱曲线经验公式和总声压级进行了分析.噪声预报同时采用频域和时域计算2种方法.作为脉动噪声源的桨叶表面脉动压力和法向速度分布由URANS模拟得到.结果表明,在相同进速系数下3种尺度桨的0.7R截面压力系数分布重合度高;3个桨的推力脉动均能准确地反映出轴频和叶频信息,且中桨相对于小桨在叶频处的推力脉动幅值增量较大桨相对于中桨要大.2种噪声预报方法得到的大桨相对于小桨的总声级增量相差2.49dB;大桨和中桨标准化谱曲线较为一致,但与小桨差异明显.随着直径的增加,线谱谱级和总声级增量增加.建议应尽可能增大模型桨的几何尺度,以减小经验公式的预报误差和尺度效应影响.
- 杨琼方王永生张明敏
- 关键词：大侧斜螺旋桨频域时域
- 螺旋桨空化崩溃性能图谱的多相流模拟被引量：4
- 2012年
- 为了提高螺旋桨空化性能多相流模拟的精度,采用改进数值模型对NSRDC4381螺旋桨的片空化形态和空化崩溃性能图谱进行了模拟与校验.数值模型由混合密度中显示包含非凝结性气核(NCG)质量分数和体积分数的混合物多相流模型,考虑湍流脉动影响的相变临界压力、NCG质量分数取7.8×10-4、NCG体积分数取1.0×10-6、气泡平均初始半径取1.5μm的改进Sauer空化模型,以及剪切应力输运(SST)湍流模型组成.结果表明:预报空化崩溃性能图谱与实验值符合很好;非设计进速系数下模拟空化形态与采用Sauer空化模型的结果一致,较实验值略偏小;中度和重度空化下,推力和力矩系数的预报精度明显高于采用Kunz空化模型的结果,严重空化时精度提升约16%;即使在高负载且严重空化的非设计工况下,预报推力和力矩系数误差分别为4.95%和2.28%,也在工程可控范围内,证明了所采用数值模型的有效性.该模型可进一步用于螺旋桨空化初生的数值判定.
- 杨琼方王永生张志宏
- 关键词：螺旋桨湍流模型
- 鱼雷发射管跟随流体射流噪声的数值计算被引量：5
- 2016年
- 为了定量分析鱼雷出管后形成的瞬态射流噪声在总的发射噪声中的贡献程度,采用计算流体力学和计算声学相结合的混合模拟方法对两种速度下的定常射流噪声进行了预报和分析.射流噪声模拟时考虑艇体壁面限定影响,湍流涡捕捉采用大涡模拟方法,声传播计算采用边界元数值声学方法.结果表明:射流束集中穿过艇体壁面上的防波板出口,仅有少数流体在发射水舱内折转涌动;艇体壁面存在破坏了发射水舱内射流束与周围流体之间剪切层的形成,艇体壁面外湍流涡结构与射流混合区理论形状一致;射流噪声主要贡献频带位于100Hz以内和300Hz^1kHz范围内,且以低频段为主;偏离射流轴向方向时,辐射噪声显著减小;电磁式鱼雷发射装置的声学优化空间显著.
- 马伟明许金杨琼方王永生
- 关键词：鱼雷计算流体力学
- 柱壳和锥壳结构自由振动特征的数值计算与校验被引量：3
- 2017年
- 为了评估柱壳和锥壳结构自由振动特征数值计算的精度,分析不同边界条件、环肋、纵肋以及流体载荷对自由振动特征的影响,计算并校验了典型壳体结构在空气中、浸没以及浸没并充满水情况下的自由振动特征。结果表明,空气中干模态分析在2 kHz内、单面及双面接触水情况下的流固耦合湿模态分析在500 Hz内的计算精度能够控制在10%以内。壳体流固耦合自由振动分析时可以采用实体单元离散也可以采用壳单元离散的方法,前者精度略高,能够有效保证求解收敛的频带范围更宽,但工作量更大。径长比大于0.2时,浸没于水中的自由振动分析可以转换为内部填充水时的自由振动分析,转换时应保证两者流固耦合湿表面积相等,如半浸水和半充满水,能够有效减小计算量;环肋和流体载荷对壳体自由振动特征的影响明显,环肋使柱壳同阶自振频率增加,流体载荷使柱壳同阶自振频率减小且影响幅度更大,两者均会使得柱壳模态振型呈现错序排列;流固耦合效应对无肋柱壳和环肋柱壳自振频率的影响效果相当;柱壳内外有水相对于单面接触水而言,同阶自振频率进一步减小,模态振型基本不变;流体载荷对环肋锥壳的自振频率和模态振型的影响幅度较对环肋柱壳小。
- 杨琼方马伟明许金刘彦森王永生张明敏
- 关键词：柱壳流固耦合自振频率壳体结构锥壳
