检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第9期44卷 153-160+178页

作者：韦俊宏袁昱超唐文勇上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室

为了解全垫升式气垫船柔性围裙气囊充气成型后的振动特性及动态响应行为，采用控制体积法模拟围裙气囊充气成型过程，使气囊达到充气平衡状态。基于此动态平衡状态，考虑充气预应力对气囊固有振动特性的影响，对气垫船三维围裙气囊结构... 详细信息

为了解全垫升式气垫船柔性围裙气囊充气成型后的振动特性及动态响应行为，采用控制体积法模拟围裙气囊充气成型过程，使气囊达到充气平衡状态。基于此动态平衡状态，考虑充气预应力对气囊固有振动特性的影响，对气垫船三维围裙气囊结构进行模态分析，求解气囊固有频率与振型。针对复杂的整体模态，根据空间特征解耦为轴向模态与面内模态，分析解耦后模态的振动特性，并重新进行组合。低阶轴向模态和面内模态均表现出充气结构的整体刚度特性，高阶轴向模态反映局部振动特性，高阶面内模态呈现复杂的“花瓣形”;将轴向模态和面内模态进行组合，得到气囊振型定性描述的模态数据库；2～6 Hz频率区间内，以整体振型为主，6～10 Hz频率区间内，模态耦合复杂，振型较难区分，轴向模态和面内模态半波数相同的振型，会同时存在两种面内模态形式。研究结果可为气垫船围裙气囊动态响应特性研究提供有益的参考。

关键词：全垫升式气垫船柔性围裙气囊含预应力薄膜控制体积法模态特性分析

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全垫升式气垫船水压场试验研究

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船舶工程 2002年第4期24卷 16-18页

作者：肖昌润刘巨斌郑学龄海军工程大学基础部流体力学教研室

在拖曳水池中对全垫升式气垫船的水压场进行了系统测量 ,得到不同水深、不同航速和不同横向位置水底扰动压力系数的纵向通过特性曲线。

关键词：全垫升式气垫船水压场试验研究水池试验数值模拟

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全垫升式气垫船结构特性评估及适航性能研究

全垫升式气垫船结构特性评估及适航性能研究

引用

作者：南栩南京理工大学

学位级别：硕士

全垫升式气垫船是一种区别于常规船舶的航行工具,通过垫升系统向船体气道与围裙气垫内供气,将船全部托离水面,可以高速运行于水面、陆地、沼泽、软沙和冰雪等表面,具有航行速度快,灵活性好,水陆两栖性能卓越等优点,对于抢险救灾,抢滩登... 详细信息

全垫升式气垫船是一种区别于常规船舶的航行工具,通过垫升系统向船体气道与围裙气垫内供气,将船全部托离水面,可以高速运行于水面、陆地、沼泽、软沙和冰雪等表面,具有航行速度快,灵活性好,水陆两栖性能卓越等优点,对于抢险救灾,抢滩登陆和夺岛作战中具有不可替代的作用。因此,对全垫升式气垫船的结构特性评估和适航性能的深入研究有着重要理论学术意义和工程应用价值。首先,基于ANSYS静力学分析模块对其进行了整船有限元计算分析,得到了目标气垫船在着陆反冲,中拱,中垂,首冲,尾冲等工况下的船体应力分布和变形情况,通过各种工况的评估计算,从而对船身变形较大区域和应力集中区域进行有效预报并提出加强措施。其次,通过计算流体力学,对全垫升气垫船静水航行中的水动力性能进行探讨,利用STAR-CCM+流体计算软件对气垫船的流场进行数值模拟,采用滑移网格和VOF模型计算了目标船在静水中不同傅氏数下的兴波、水气两相分布、速度矢量场以及阻力变化规律,通过开展网格独立性验证,进一步确保了STAR-CCM+软件对于全垫升气囊浮体式气垫船静水直航特性计算的可靠性。然后,基于波浪理论基础,应用STAR-CCM+软件的重叠网格和DFBI六自由度模型对目标气垫船在风浪中的航态进行了研究,分别探讨了傅氏数,海况等级等因素对气垫船垂荡与纵摇运动的影响,重心位置选取对纵向稳定性的影响,气垫分割形式对气垫船横向稳定性的影响以及漂角和浪向对运动响应特性和回转力矩特性的影响。得到了目标气垫船较为合理的设计方案与提升航行稳定性的相关措施。最后,因为推进系统的设计对全垫升式气垫船性能的影响至关重要,因此本文基于CFD方法和相关试验对目标船的导管空气螺旋桨性能进行研究,采用STAR-CCM+和Fluent两款软件模拟了对空气螺旋桨在不同进速系数和转速下的速度场,压力场和涡量场,计算得到目标桨的推力系数,扭矩系数和推进效率。进一步研究表明,共轴对转螺旋桨要比普通单桨效率更高,且前后桨安装初始角位置的不同,也会造成对转桨推进效率较明显的差异。对比发现STAR-CCM+和Fluent对螺旋桨气动力性能的计算结果较为接近,满足工程精度要求,对于推力螺旋桨的设计和气垫船动力装置的选型具有重要意义。

关键词：全垫升式气垫船设计载荷 CFD 静水特性适航性共轴对转螺旋桨

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全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究

全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究

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作者：尤忠强哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

气垫船是以静态空气压力支撑的一类高性能船舶,是所有船舶中流体动力特性最为复杂的一种船型。以风机、风道、围裙、气垫为基础构成的围裙气垫系统决定了全垫升式气垫船垫升性、稳性、快速性、耐波性与操纵性等各项性能。围裙气垫系统... 详细信息

气垫船是以静态空气压力支撑的一类高性能船舶,是所有船舶中流体动力特性最为复杂的一种船型。以风机、风道、围裙、气垫为基础构成的围裙气垫系统决定了全垫升式气垫船垫升性、稳性、快速性、耐波性与操纵性等各项性能。围裙气垫系统也是气垫船区别于其他船舶的重要结构,是与各项总体性能最密切相关的系统。本文以在研项目“22客位全垫升式气垫船”作为母型船,对该气垫船的垫升性能进行了规范计算,并分析了围裙气垫系统的主要要素对全垫升式气垫船性能的影响。在保证计算结果精度的前提下对母型船围裙气垫系统进行合理简化并建立三维建模,应用CFD方法对全垫升式气垫船内部流场进行数值模拟计算,将CFD计算结果与规范计算结果进行对比分析,误差均小于7.0%。利用CFD方法计算分析阻流板的安装位置、导流片的安装位置和曲率对全垫升式气垫船内部流场主要参数的影响,得到了气囊和气垫压力分布、压心位置、总升力、艏艉囊压比以及各部位出口的泄流系数与阻流板的安装位置、导流片的安装位置和曲率之间的关系。针对本文中母型船越峰能力不足和囊压比低于设计值的问题提出了三种优化方案,包括在气囊中安装阻流板、在风机出口处安装导流片以及同时安装阻流板和导流片,并分别对三种方案进行CFD计算。根据本文的计算结果,在距离风机出口左壁面465mm处的气囊中安装阻流板进行优化能够使囊压比从1.146升高到1.226,提高6.98%,;艏艉囊压比从0.993升高至1.056,提高了6.3%,极大地提高了母型船的越峰能力。在距离风机出口左壁面265mm处安装曲率ρ=1.43的导流片进行优化能够使囊压比从1.146升高到1.235,提高7.77%;艏艉囊压比从0.993升高至1.063,提高7.0%。同时安装阻流板和导流片优化母型船虽然可以提高囊压比和越峰能力,但是由于阻流板和导流片的相互作用,优化结果不易控制,建议单独使用其中一种方式优化全垫升式气垫船内部流场。计算结果表明,本文提出的优化方案能够提高母型船的越峰能力和囊压比,且本文中应用的CFD方法和优化方案为以后全垫升式气垫船的研究提供了参考。

关键词：全垫升式气垫船垫升系统 CFD 阻流板导流片

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全垫升式气垫船总振动简化分析方法研究

全垫升式气垫船总振动简化分析方法研究

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作者：孙迪大连理工大学

学位级别：硕士

随着技术的进步,人们对于船舶的需求越来越多样化。全垫升气垫船作为一种新型船舶,具有两栖性和高航速的特点,正在被广泛的应用于军事、交通运输、紧急救援等各个领域。船舶总体振动是船体结构设计过程中必须要考虑的问题,目前,关于全... 详细信息

随着技术的进步,人们对于船舶的需求越来越多样化。全垫升气垫船作为一种新型船舶,具有两栖性和高航速的特点,正在被广泛的应用于军事、交通运输、紧急救援等各个领域。船舶总体振动是船体结构设计过程中必须要考虑的问题,目前,关于全垫升气垫船总振动的研究较少,所以在该方面的研究具有很重要的工程实用价值。船舶总体振动的分析方法主要包括型船比较法、经验公式法、一维梁模型法以及三维有限元模型分析法。三维有限元模型分析法可以按照实船建模,能够有效的模拟真实结构,在进行总振动分析时具有很高的精度,但是工作量较大。为了满足船舶设计初期的需要,通常采用经验公式法和一维梁模型法对船体总振动固有频率进行估算。由于气垫船的主尺度和船体结构与常规排水型船舶有很大区别,气垫船船体型宽较大,长宽比很小,所以使用传统的经验公式法和一维梁模型法进行总振动分析时会有很大的误差。因此,本文将根据全垫升式气垫船的船型特点,将其简化为交叉梁系模型,用梁的振动理论和杆件的扭转理论建立模型的动力微分方程,同时考虑了附加水的影响,采用迁移矩阵法对其总振动固有频率进行了计算。最后用三维有限元法计算全垫升式气垫船在排水状态下的固有频率,计算结果与迁移矩阵法的数值解吻合程度较高,初步确定了迁移矩阵法的可行性。全垫升式气垫船在完全垫升状态下的总振动比较复杂。本文将建立某全垫升式气垫船的简易有限元模型,对气垫船在垫升状态下的总振动进行分析,同时考虑气垫和气囊的影响。根据气垫和气囊的刚度,采用弹簧单元对气垫的垂向刚度进行模拟,并通过回字梁和弹簧单元分别对气囊的刚度进行模拟,利用三维有限元法对比分析不同的情况对总振动的影响。

关键词：全垫升式气垫船交叉梁系模型总振动迁移矩阵法气垫和气囊刚度回字梁

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基于高阶谱方法的气垫船移动兴波模拟与阻力计算

基于高阶谱方法的气垫船移动兴波模拟与阻力计算

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第三十一届全国水动力学研讨会

作者：石凯元朱仁传顾孟潇高嵩上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室

兴波阻力是全垫升式气垫船的主要阻力成分。在兴波模拟中,通常将气垫船体等效为移动压力源。本文基于高阶谱(HOS)方法,建立了含移动压力源自由面边界条件的时域模拟方法,实现了在非线性自由面条件下气垫船兴波波形演化和气垫兴波阻力的... 详细信息

兴波阻力是全垫升式气垫船的主要阻力成分。在兴波模拟中,通常将气垫船体等效为移动压力源。本文基于高阶谱(HOS)方法,建立了含移动压力源自由面边界条件的时域模拟方法,实现了在非线性自由面条件下气垫船兴波波形演化和气垫兴波阻力的模拟计算,给出了不同压强下的定常直航与匀加速运动的兴波阻力曲线,与试验、线性理论结果相比,验证了方法的准确性。研究表明,该方法可灵活模拟气垫船在非线性自由面条件下的非定常兴波,具有较高的计算精度和计算效率。

关键词：全垫升式气垫船高阶谱方法兴波阻力时域模拟

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