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一种改进诱导因子计算方法的叶素动量理论体积力模型
1
作者 王明哲 王建华 万德成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
叶素动量理论体积力模型作为能够替代真实螺旋桨的一种体积力形式,在模拟螺旋桨以及船桨相互作用问题中具有较大的应用潜力。为了处理基于理想流体假设的传统叶素动量理论在与粘性求解器耦合过程中不能在较大工况范围内准确代表真实螺... 叶素动量理论体积力模型作为能够替代真实螺旋桨的一种体积力形式,在模拟螺旋桨以及船桨相互作用问题中具有较大的应用潜力。为了处理基于理想流体假设的传统叶素动量理论在与粘性求解器耦合过程中不能在较大工况范围内准确代表真实螺旋桨模型的问题,本文提出一种基于真实螺旋桨诱导因子分布的改进方法,并进行KP505螺旋桨体积力模型在J=0.4~0.8五种进速条件下的敞水试验模拟。本文将敞水性能、桨载荷分布与诱导速度场的体积力模拟结果与真实螺旋桨模型进行了对比,结果表明改进后的体积力模型预报敞水性能误差在各进速下最大值为1.05%,且体积力模型诱导速度场可以反映真实螺旋桨尾流的动量输运。 展开更多
关键词 诱导因子 叶素动量理论 体积力模型 敞水试验 数值模拟
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基于多保真深度神经网络的船型优化
2
作者 魏亚博 汪杨骏 万德成 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期74-81,共8页
[目的]为了提高优化效率并获得更好的优化结果,将不同精度数据进行有机融合,利用多保真深度神经网络开展船型优化设计。[方法]基于多源数据融合和迁移学习思想,构建了一种多保真深度神经网络。通过将大量低保真数据与少量高保真数据融... [目的]为了提高优化效率并获得更好的优化结果,将不同精度数据进行有机融合,利用多保真深度神经网络开展船型优化设计。[方法]基于多源数据融合和迁移学习思想,构建了一种多保真深度神经网络。通过将大量低保真数据与少量高保真数据融合学习,构建与高保真数据之间的线性项和非线性项,得到高保真近似模型。基于此方法开展针对DTMB 5415船静水阻力的优化设计。分别采用势流和黏流样本点阻力进行评估,势流计算结果作为低保真数据,黏流计算结果作为高保真数据,构建多保真深度神经网络近似模型。借助遗传算法获得优化解并与只使用单一高保真数据构建的Kriging近似模型的优化结果进行对比。[结果]基于多保真神经网络方法,DTMB 5415阻力减少了6.73%。基于Kriging模型,DTMB 5415阻力减少了5.59%。[结论]多保真深度神经网络近似模型可以兼顾效率和精度,可以用于优化求解,且由其得到的优化船型阻力优化效果更为显著。 展开更多
关键词 船舶设计 人工智能 减阻 船型优化 多保真深度神经网络 数据融合 迁移学习
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基于MPS方法的固定半潜式平台波浪爬升数值模拟
3
作者 吴萌萌 王尼娜 万德成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期44-56,共13页
在波浪与半潜式平台相互作用的情况下,波浪会沿着平台立柱爬升,并对平台立柱产生砰击作用。在极端情况下,波浪甚至可能砰击至平台下甲板,严重影响平台的安全。因此,对于半潜式平台设计来说,准确预测平台在波浪中的波浪爬升和砰击效应具... 在波浪与半潜式平台相互作用的情况下,波浪会沿着平台立柱爬升,并对平台立柱产生砰击作用。在极端情况下,波浪甚至可能砰击至平台下甲板,严重影响平台的安全。因此,对于半潜式平台设计来说,准确预测平台在波浪中的波浪爬升和砰击效应具有重要意义。采用无网格粒子法求解器MPSGPU-SJTU对波浪作用下的固定半潜式平台问题进行了数值研究,将MPS(moving particle semi-implicit)方法与GPU(graphics processing unit)并行加速技术相结合,并将其应用于规则波作用下的固定半潜式平台波浪爬升与波浪砰击问题的数值模拟。3种不同波高的规则波波浪被应用于半潜式平台数值模拟中,随着波高的增加,平台下甲板更多区域受到了波浪的砰击,同时平台设置的测压点处压力峰值也随之增大。 展开更多
关键词 MPS方法 固定半潜式平台 GPU并行加速技术 波浪爬升 波浪砰击
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平台运动对15 MW风机气弹性的影响研究
4
作者 王魁 赵伟文 万德成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期21-35,共15页
随着人们对风力发电经济性要求的提高,风机叶片逐渐变得更长、更柔软,风电场也在不断向深远海发展。因此有必要研究气弹性耦合情况下平台运动对风机叶片和风机发电功率的影响。基于弹性致动线模型,研究了纵摇、纵荡运动对浮式风机叶片... 随着人们对风力发电经济性要求的提高,风机叶片逐渐变得更长、更柔软,风电场也在不断向深远海发展。因此有必要研究气弹性耦合情况下平台运动对风机叶片和风机发电功率的影响。基于弹性致动线模型,研究了纵摇、纵荡运动对浮式风机叶片气弹性的影响,分析了气动功率、气动推力和叶片变形。研究发现:由于强迫运动产生了额外的附加速度,15 MW风机气动功率波动可达3个标准差,风机的平均气动功率也因此而减小;叶片弯曲和扭转变形沿叶片展向呈非线性分布,叶尖挥舞变形最大值可达14 m,在设计塔架、叶片预倾角时应当预留出一定的变形空间;由于平台纵摇运动附加在各截面处的速度不同,叶片的变形会呈现出非对称的波动,这会使风力机叶片产生额外的气动载荷波动和结构响应。 展开更多
关键词 弹性致动线模型 气弹性耦合 强迫运动 漂浮式风机
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超高强贝氏体钢的回火组织与力学性能 被引量：15
5
作者 万德成 蔡庆伍 +1 位作者 余伟 董长征 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期143-148,共6页
观察并研究了250～600℃区间回火对超高强贝氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明:随回火温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先升高后降低,伸长率和冲击功则呈先升高后降低然后再升高变化规律。250～350℃回火,残留奥氏体分解速率缓慢... 观察并研究了250～600℃区间回火对超高强贝氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明:随回火温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先升高后降低,伸长率和冲击功则呈先升高后降低然后再升高变化规律。250～350℃回火,残留奥氏体分解速率缓慢,抑制了板条合并粗化,组织为板条贝氏体+稳定膜状残留奥氏体,析出相粒子尺寸细小,具有良好的强度和塑韧性。特别是在350℃回火时,板条内部有ε碳化物析出,以及位错移动所形成的位错胞状亚结构细化了晶粒,使其具有最佳强韧配合。450℃回火,残留奥氏体大量分解导致组织内部出现链状分布的渗碳体,引起回火脆性。600℃回火,残留奥氏体几乎全部分解,部分区域发生再结晶,塑性和韧性提高而强度明显降低,析出物明显粗化。力学性能的非单调变化归因于钢在回火过程中,既包括板条贝氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,也包括残留奥氏体分解与析出相的强化机制。 展开更多
关键词 超高强钢 贝氏体 回火 组织 力学性能
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含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律 被引量：12
6
作者 万德成 蔡庆伍 +2 位作者 余伟 董长征 张志敏 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期12-15,共4页
研究了加热温度(1000～1250℃)和保温时间(0.5～3.0 h)对一种高Si含Nb中碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响。结果表明,随保温时间延长,加热温度低于1150℃,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;在1150℃以上温度加热,奥氏体晶粒长大趋势显著增加。通过... 研究了加热温度(1000～1250℃)和保温时间(0.5～3.0 h)对一种高Si含Nb中碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响。结果表明,随保温时间延长,加热温度低于1150℃,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;在1150℃以上温度加热,奥氏体晶粒长大趋势显著增加。通过对试验数据进行非线性回归建立了试验钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实测值吻合很好。 展开更多
关键词 加热温度 保温时间 奥氏体 晶粒长大
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用拟小波方法数值求解Burgers方程 被引量：13
7
作者 万德成 韦国伟 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期991-1001,共11页
引进了一种拟小波方法数值求解Burgers方程·　空间导数用拟小波数值格式离散 ,时间导数用四阶Runge_Kutta方法离散·　计算的雷诺数变化从 10到无穷大·　拟小波数值方法能很好描述函数的局部快速变化特性·　这一点... 引进了一种拟小波方法数值求解Burgers方程·　空间导数用拟小波数值格式离散 ,时间导数用四阶Runge_Kutta方法离散·　计算的雷诺数变化从 10到无穷大·　拟小波数值方法能很好描述函数的局部快速变化特性·　这一点通过对Burgers方程的数值求解以及与其相应解析解的比较中得到证实· 展开更多
关键词 拟小波 RUNGE-KUTTA方法 BURGERS方程 数值求解 多尺度分析
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轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响 被引量：6
8
作者 万德成 冯运莉 李杰 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期106-110,共5页
通过组织观察及性能测试研究了轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制后直接淬火和回火,组织中马氏体板条尺寸较大;再结晶区+未再结晶区轧制后直接淬火和回火后,组织细小、均匀,大角度晶界所占比例更高,马... 通过组织观察及性能测试研究了轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制后直接淬火和回火,组织中马氏体板条尺寸较大;再结晶区+未再结晶区轧制后直接淬火和回火后,组织细小、均匀,大角度晶界所占比例更高,马氏体板条束尺寸减小,钢的强韧性更好。 展开更多
关键词 轧制工艺 超高强钢 显微组织 力学性能
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海上浮式风机气动力-水动力耦合分析研究进展 被引量：22
9
作者 万德成 程萍 +1 位作者 黄扬 艾勇 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2017年第3期385-407,共23页
近年来,海上浮式风机受到了越来越多的关注.相比陆上风机,海上浮式风机承载着更加复杂的环境载荷.本文针对海上浮式风机气动力-水动力耦合分析问题,对风机的气动力载荷计算、浮式基础的水动力载荷计算,以及浮式风机系统在风浪流联合作... 近年来,海上浮式风机受到了越来越多的关注.相比陆上风机,海上浮式风机承载着更加复杂的环境载荷.本文针对海上浮式风机气动力-水动力耦合分析问题,对风机的气动力载荷计算、浮式基础的水动力载荷计算,以及浮式风机系统在风浪流联合作用下的气动力-水动力耦合分析等方面,分别进行了研究方法及研究现状的介绍,同时简要分析了海上浮式风机的发展趋势及面临的问题和挑战. 展开更多
关键词 海上浮式风机 气动力分析 水动力分析 耦合分析
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直接Q&P处理超高强钢的组织与力学性能 被引量：3
10
作者 万德成 陈雨来 蔡庆伍 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期137-142,共6页
为了改善超高强钢的塑韧性,采用轧后直接淬火到马氏体区等温配分的工艺,研究配分时间对中碳低合金超高强钢组织和力学性能的影响规律。结果表明:在260℃等温配分处理,钢的组织包括初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体,在等温过程中还有... 为了改善超高强钢的塑韧性,采用轧后直接淬火到马氏体区等温配分的工艺,研究配分时间对中碳低合金超高强钢组织和力学性能的影响规律。结果表明:在260℃等温配分处理,钢的组织包括初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体,在等温过程中还有碳化物析出和等温马氏体形成。在等温配分过程中,碳由马氏体向奥氏体扩散处于主导地位,残留奥氏体含量不断增加,新生马氏体量减少,塑性和韧性提高。等温配分后期,由于碳化物不断析出消耗碳原子,导致扩散到奥氏体中的碳原子减少,残留奥氏体体积分数增加缓慢。析出相粒子在等温过程中没有明显长大,起到了抵抗马氏体软化的作用。等温60 min具有良好的强度和塑韧性能,抗拉强度1546 MPa、伸长率为15.3%,-20℃冲击功为27.5 J。 展开更多
关键词 超高强钢 配分工艺 组织 力学性能 残留奥氏体
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深海细长柔性立管涡激振动数值分析方法研究进展 被引量：15
11
作者 万德成 端木玉 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2017年第2期179-196,共18页
深海细长柔性立管的涡激振动与刚性圆柱的涡激振动问题相比,既有联系又有区别.当立管的长细比(L/D)较大时,会展现出一些刚性圆柱涡激振动没有的现象.本文介绍了近几十年来深海开发的细长柔性立管涡激振动的研究进展,主要侧重于数值计算... 深海细长柔性立管的涡激振动与刚性圆柱的涡激振动问题相比,既有联系又有区别.当立管的长细比(L/D)较大时,会展现出一些刚性圆柱涡激振动没有的现象.本文介绍了近几十年来深海开发的细长柔性立管涡激振动的研究进展,主要侧重于数值计算分析研究领域,对目前常用的数值分析方法进行了归纳和总结.在此基础之上,详细介绍了目前理论研究和实际工程中的热点问题,诸如流场剖面的影响、立管顶端浮体运动的耦合、涡激振动抑制措施、振动多模态特性等. 展开更多
关键词 细长柔性立管 涡激振动 切片法 数值模拟
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颗粒与高频感应热等离子体流的迭代计算 被引量：4
12
作者 万德成 戴世强 陈允明 《计算物理》 CSCD 北大核心 1997年第1期90-98,共9页
用完全二维自洽模型计算等离子体的速度场与温度场，用颗粒轨迹模型计算颗粒的运动轨迹与加热历程，但在等离子体的连续、动量和能量控制方程中，增加一项由于颗粒直径、运动速度及能焓的变化而引起的源项，计及颗粒的运动与加热对等离... 用完全二维自洽模型计算等离子体的速度场与温度场，用颗粒轨迹模型计算颗粒的运动轨迹与加热历程，但在等离子体的连续、动量和能量控制方程中，增加一项由于颗粒直径、运动速度及能焓的变化而引起的源项，计及颗粒的运动与加热对等离子体的速度场与温度场的影响；在颗粒的运动轨迹与加热历程计算中，考虑流体阻力和热泳力对颗粒运动与加热的影响；并在等离子体的速度场与温度场和颗粒的运动与加热之间进行迭代计算。通过对铝颗粒与氩等离子体流的计算表明：颗粒与高频感应热等离子体流的相互作用不仅对颗粒的运动轨迹和加热历程有影响。 展开更多
关键词 完全二维 自洽模型 颗粒轨迹模型 等离子体流
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结构块域贴体坐标网格的数字生成 被引量：4
13
作者 万德成 刘应中 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第5期9-17,共9页
本文在单一矩形变换域贴体坐标网格生成方法的基础上,提出了结构块域贴体坐标网格数字生成方法,很好地解决了复杂几何形状,以及复杂拓扑结构的物理域变换问题,也为计算流体力学实施并行算法提供基础.
关键词 贴体坐标系 结构块域 流体力学
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数值模拟波浪翻越直立方柱 被引量：19
14
作者 万德成 缪国平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1998年第3期363-370,共8页
本文应用VOF方法研究了孤立波翻越直立方柱流动的全过程.用人工压缩法和差分法求解二维Navier-Stokes方程,用施主—受主法求解流体体积函数控制方程.通过数值计算得到了孤立波翻越直立方柱的流场和压力值.并成功地模拟出波浪涌顶、水柱... 本文应用VOF方法研究了孤立波翻越直立方柱流动的全过程.用人工压缩法和差分法求解二维Navier-Stokes方程,用施主—受主法求解流体体积函数控制方程.通过数值计算得到了孤立波翻越直立方柱的流场和压力值.并成功地模拟出波浪涌顶、水柱喷射、冲击和界面破碎的过程. 展开更多
关键词 VOF 直立方柱 越浪 冲击破碎 孤立波 波浪翻越
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等温温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响 被引量：1
15
作者 万德成 冯运莉 李杰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第10期213-216,共4页
对一种中碳低合金超高强钢进行直接淬火到马氏体区等温处理,采用场发射扫描电镜和X射线衍射仪等设备研究了等温温度对组织和力学性能的影响。结果表明:随等温温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先降低后升高,冲击功先增加后降低,伸长... 对一种中碳低合金超高强钢进行直接淬火到马氏体区等温处理,采用场发射扫描电镜和X射线衍射仪等设备研究了等温温度对组织和力学性能的影响。结果表明:随等温温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先降低后升高,冲击功先增加后降低,伸长率略有增加。在260℃等温处理,实验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度1600 MPa,伸长率13.8%,-20℃冲击功24 J。不同等温处理后组织均包含初生马氏体、新生马氏体和残余奥氏体。随等温温度升高,残余奥氏体含量先增加后降低,在260℃等温处理残余奥氏体含量最大,为9.3%。在300℃等温处理,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致韧性降低。 展开更多
关键词 等温温度 超高强钢 组织 力学性能
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用VOF法数值模拟孤立波迎撞及在后台阶上的演化 被引量：8
16
作者 万德成 《计算物理》 CSCD 北大核心 1998年第6期17-28,共12页
通过数值离散求解二维ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ方程和利用ＶＯＦ界面跟踪技术，分别对两个界面孤立波之间的迎撞问题和一个孤立波在后台阶地形上的演化问题进行数值模拟。
关键词 孤立波 迎撞 后台阶 VOF法
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非共轭单体的活性自由基聚合进展 被引量：2
17
作者 万德成 周青 《高分子通报》 CAS CSCD 2008年第1期33-40,共8页
活性自由基聚合经过十多年的发展,已成为一种有效的高分子设计手段。代表性的活性自由基聚合技术包括氮氧调控自由基聚合(NMP),原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合或通过黄原酸酯交换法设计大分子(MADIX)。这些... 活性自由基聚合经过十多年的发展,已成为一种有效的高分子设计手段。代表性的活性自由基聚合技术包括氮氧调控自由基聚合(NMP),原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合或通过黄原酸酯交换法设计大分子(MADIX)。这些技术已成功应用到多数共轭单体上,但对非共轭单体的聚合控制还不太成功。本文总结了几类适合非共轭单体的活性自由基(共)聚合方法,主要有RAFT/MADIX体系,某些ATRP体系,碘退化转移体系及近年新出现的有机碲调控自由基聚合(TERP)和有机锑调控自由基聚合(SBRP)体系,其中,TERP和SBRP的独特性值得关注。 展开更多
关键词 非共轭单体 活性自由基聚合 聚合物
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颗粒与高频感应热等离子体流相互作用的数值研究 被引量：1
18
作者 万德成 戴世强 陈允明 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1996年第2期212-220,共9页
通过颗粒对等离子体反影响的研究，可以有效控制颗粒在等离子体中的运动轨迹及其在高温区的停留时间，达到对颗粒有效加工的目的。本文通过对高频感应热等离子体流温度场与速度场和颗粒运动轨迹与加热过程进行选代计算。
关键词 颗粒 等离子体流 相互作用
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数值模拟孤立波通过水下孤立方柱的粘性流动 被引量：3
19
作者 万德成 戴世强 《上海力学》 CSCD 1998年第4期297-304,共8页
本文用完整二维Navier-Stokes方程和VOF方法,研究孤立波通过淹没水下孤立直立方柱水域时的波形变化和粘性流场运动。本文对孤立波通过水下孤立直方柱的情形进行了实例计算,给出了波形随时间的演化图,可以看到反射波、前传波和跟随的振... 本文用完整二维Navier-Stokes方程和VOF方法,研究孤立波通过淹没水下孤立直立方柱水域时的波形变化和粘性流场运动。本文对孤立波通过水下孤立直方柱的情形进行了实例计算,给出了波形随时间的演化图,可以看到反射波、前传波和跟随的振荡型小波列的生成及涡流场的运动演化,并与势流计算结果进行了比较。 展开更多
关键词 潜水直立方柱 孤立波 VOF法 粘性流 数值模拟
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高频感应热等离子体中颗粒运动和加热的研究 被引量：1
20
作者 万德成 陈允明 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1995年第6期605-615,共11页
颗粒在热等离子体中运动和加热的研究．有广泛的工业应用价值本文通过颗粒与热等离子体相互作用的计算、给出了颗粒在热等离子体中运动轨迹和加热历程的一些数值模拟结果，为有效控制颗粒的运动轨迹和在高温区的停留时间。
关键词 热等离子体 颗粒 运动轨迹 加热
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