基于雷诺相似的圆柱体涡激振动实验方法--《第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）》2013年
基于雷诺相似的圆柱体涡激振动实验方法
【摘要】：提出了一种基于雷诺相似的圆柱体涡激振动(VIV)实验方法。由于涡旋的泄放模式与雷诺数Re密切相关,因此,圆柱体涡激振动的响应取决于雷诺数Re。但是,目前圆柱体涡激振动的研究中,缩尺模型实验往往基于弗汝德相似而雷诺数不相似,因此,模型与原型的涡泄模式不同,由此可以推断,模型的涡激振动响应与原型不相似。这就意味着基于弗汝德相似准则的模型实验结果不能准确地预测原型的涡激振动响应。对基于雷诺数相似的模型与原型的涡激振动实验相似关系进行了推导,采用CFD方法对原型和3种不同相似准则条件下的缩尺模型进行了涡激振动仿真计算。结果表明,仅满足雷诺数相似的模型与原型的涡泄模式相似,这个结果与弗汝德数和雷诺数均相似的结果一致,而仅弗汝德数相似条件下,模型与原型之间的涡泄模式和尾流场完全不同,因此,二者的涡激振动特性不可能相似。
【作者单位】：
【关键词】：
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【分类号】：TB532;P756.2【正文快照】：
在工程领域中，涡激振动现象的研究由来已久。物体在一定流速的空气、水、油等流体介质中，其尾流产生交替的涡泄，导致物体两侧压强的交替变化，从而引起结构的振动。目前涡激振动现象的研究在海洋立管方面尤为突出，很多学者已经通过不同的方式对海洋立管和海底管线等大长
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尹洪亮;王丹;吴宏悦;2014年S1期
[ 3153K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：94 ]水下目标角模拟器工作状态的仿真研究
水下目标角模拟器,是为了在实验室内模拟水雷在水下运动中姿态的仿真试验设备,它在水雷的研制过程中起着极其重要的作用。水下目标角模拟器性能的优劣,关系到仿真测试实验的可靠性和置信度。仿真过程中,目标角模拟器带动自导头做水平和垂直转动,从而实时、准确地复现水雷相对于目标的目标角。由于目标角模拟器是在水下工作,由此造成其结构的特殊性,进而需要考虑更多的技术问题,其中水对目标角模拟器的阻力以及目标角模拟器运动带动附近的流场变化对目标角模拟器的精度有一定的影响,因此有必要对水下目标角模拟器不同工作状态下的流场进行分析。本文基于虚拟样机技术建立水下二自由度仿真目标角模拟器模型,根据用户的技术要求,以往的水下目标角模拟器设计为基础,设计了一种运动范围较大的新式结构的水下目标角模拟器,解决了以往目标角模拟器四杆传动机构带来的死区问题。目标角模拟器的两自由度运动采用同轴套装式结构,在设计过程中充分体现机电一体化设计思想,并充分考虑了密封和电绝缘问题&
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水下目标角模拟器是在实验室内模拟水雷水下运动姿态的仿真试验设备。运用该试验设备能够在实验室内模拟水雷工作环境并对水雷进行半实物仿真测试,从而能够有效的提高水雷武器的质量和性能、降低研制成本、缩短研制周期。水下目标角模拟器性能的优劣,直接关系到水雷仿真测试试验的可靠性和置信度。由于台体的振动及由振动产生的噪声对水下目标角模拟器的仿真精度有一定影响,因此有必要对水下目标角模拟器的动力特性进行分析和研究。本文根据简化原则,忽略台体的次要因素,对水下目标角模拟器进行模型简化,并建立有限元分析模型。应用ANSYS对水下目标角模拟器进行模态分析,得出台体的固有频率和模态振型;对水下目标角模拟器进行了谐响应分析,得出不同激振力作用时台体的振动响应;对水下目标角模拟器进行了瞬态响应分析,得出了在不同工作状态下台体的瞬态响应。基于有限元+边界元法求解水下目标角模拟器的振动声辐射问题,结合ANSYS和SYSNOISE建立了水下目标角模拟器声学分析模...&
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引言半履带式气垫车是一种为提高车辆在软地面上通过性而研制的混合车辆,它的结构如图1所示。它由气垫支承着大部分车重,由前轮作为导向装置,而由半履带作为行走装置产生推进力。在气垫车的行驶过程中,根据土壤条件来调节气垫围裙内的气垫压力,改变气垫和半履带之间载荷分配,进而调整半履带的行驶阻力[1-2]。由于气垫的存在使得整车的接地压力较低而负载能力大大提高,加之由于半履带的高效驱动,提高了车辆在松软路面的通过性。但同时由于垫升功率的存在,又使得整车的功率消耗较常规车辆高得多。因此,在保证气垫车正常行驶状态下,尽可能地降低半履带式气垫车的功率消耗,是影响其运输效率和经济实用性的关键问题[3-5]。研究表明[6],行走系统和垫升系统的载荷分配影响气垫车的总功率消耗,同时载荷分配和功率消耗又随着车辆的行驶状态、土壤条件等的不同而变化。气垫车载荷分配对功率消耗的影响可直接转化为气垫压力变化对功耗的影响。当总载荷一定的半履带式气垫车受外界条件的影...&
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1引言计算流体力学(Com putational flu id dynam ics,CFD)及工程流体力学(Eng ineering flu id dynam-ics,EFD)是20世纪60年代形成的一门多种领域的交叉学科[1],它涉及的学科有流体力学、工程学、偏微分方程的数学理论、数值分析、计算几何、计算机科学等。但随着计算机技术和流体力学等其它相关学科的飞速发展,使得计算流体力学和工程流体力学已成为流体机械内部和外部流动分析的主要方法之一,采用这种方法具有准确、快速、简单、资料完整及直观性,故其逐渐受到研究人员的青睐,目前已广泛应用于流体方面的研究。目前国内外在有关夹管钳部分阻断静脉回流管道的流场研究及是否由此引起血液有形成分的破坏方面尚未见报道,本文在这方面作了些探索性的研究,试图寻找更好的研究方法,以全面了解夹管钳部分阻断静脉回流后,管道内的血液流动性状,进而提出改善这一技术的可行办法。2材料与方法2.1材料用计算机建立...&
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复杂海洋环境对声纳性能的限制性影响一直被认为是水声物理和水声工程领域最重要的挑战。随着声隐身技术和远射程对抗武器的发展，研究安静型目标辐射声场特征，探索适用于复杂海洋环境的新型远程被动探测技术势在必行。另一方面，中、近程强机动水下目标被动定位是发展安静型潜艇对抗武器和其它水下航行器的重要保障。本文对水下目标被动探测定位领域最富挑战性的两个课题，即中、远程目标被动探测定位的物理基础和中、近程强机动水下目标的高精度跟踪定位关键技术，展开理论、试验和应用研究。论文的主要研究内容包括：一、浅海矢量声场干涉结构研究推导了浅海矢量声场的简正波表达式，分析了矢量场的能量关系与特性，并对矢量声场干涉结构特性进行了仿真研究，随后介绍波导不变量的定义，探讨了矢量声场干涉结构的波导不变量表征，对波导不变量特性进行了理论推导和数值计算。最后进行了宽带声源辐射矢量声场干涉特性海上测量试验。实测结果与理论、仿真分析有较好的一致性。二、浅海矢量声场干涉结构的...&
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为了在海军基地、锚泊、港口、海上石油和煤气平台实施水下探测 ,搜索潜水艇、中小型潜艇、水下投射工具、水下拖船和蛙人还使用了专门研制的水声站。海岸防御配系中使用最广的是英国 AS370和 PATS水声站 ,英国 -挪威GETAS水声站 ,瑞典 -挪威“博特卡普”水声站 ,瑞典 SeaProbe(海上探测器 ) 12 2 0和 Celsius BMP2 0 0水声站 ,加拿大 CSAS-80、瑞士 Sentinel(岗哨 )和美国 SMIDS水声站。英国 AS370固定式水声站 (被瑞典购买 )能够在10 0 0 m距离上探测到水下发射器 ,5 0 0 m距离 3级海浪条件下探测到蛙人。英国 PATS机动水声站 (也被意大利和日本使用 )包括 3个三角形配置的浮标 ,间隔 2 0 0 m用电缆连接。其中一个浮标安装超短波发射机 ,使探测信号能够发送到位于带篷汽车内的海岸观察哨。朝鲜海军使用的是英、挪联合研制的 GETAS水声站。“博...&
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l引言可见光条件下探测水下目标是在飞机上通过目力或望远镜借助于海水的透明度和目标的可见光辐射特征进行水下目标侦察。由此提出了水下目标可见光隐蔽深度的概念:在平静海面及大气能见度较好的情况下，在飞机上通过目力及望远镜能观测到的水下目标的最大深度。能否看到水下目标，即是否可以将目标从海水这一背景中分辨出来，需要从目标背景对比度着手分析，因为目标背景对比度是识别目标的判定标准之一。}阂值对比度特性曲线，如图l所示。图中给出了作为目标尺寸函数的!明值()t)5 IJ O()4砚_004付~0百)3弓(】()飞{) (J()2又火~一4t)5()6()了()St)‘川}(}() (r(‘)图1 Cr与a之间的关系对比度，用双曲线近似为L’一“〕: 109，。C;七(109、。。，+0.5)‘一2(l)式中单位为弧分，它与目标的特征尺度尺以及观察者距目标距离月之间的关系为: M尺a二;吕j.任斗-:下，~尹了(2) 2目力发现水下目标的条件...&
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