近自由面三维水翼的水动力分析及试验研究 被引量：3

1

作者 陈庆任 叶恒奎 +2 位作者 杨向晖 冯大奎 管延敏 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第10期1115-1120,共6页

采用面元法对近自由面三维水翼进行势流数值分析并进行了相关试验研究。在数值计算中,将Rankine源和偶极子置于边界面上,用时间步进法模拟水翼的势流场和自由表面波形。在自由面采用非线性自由面边界条件,在尾涡面上采用偶极子布置以满... 采用面元法对近自由面三维水翼进行势流数值分析并进行了相关试验研究。在数值计算中,将Rankine源和偶极子置于边界面上,用时间步进法模拟水翼的势流场和自由表面波形。在自由面采用非线性自由面边界条件,在尾涡面上采用偶极子布置以满足Kutta条件。文中给出了数值计算模型的参数,对于不同浸深、不同航速和不同攻角下的水翼,计算了水翼表面上的压力分布,水翼的阻力和升力及自由表面波形。数值计算结果与试验结果进行了对比。结果表明,文中方法可用于水翼优化设计、近自由面振动翼运动及水翼船兴波等问题的研究。 展开更多

关键词 自由面 三维水翼 RANKINE源 偶极子 时间步进法 水动力试验

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近自由面三维水翼的水动力时域分析(英文) 被引量：3

2

作者 陈庆任 叶恒奎 管延敏 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第12期1331-1339,共9页

基于格林定理,将Rankine源和偶极子置于边界面上,用时间步进法计算了近自由面条件下的三维水翼的势流场。其中在自由面采用线性自由面边界条件,在尾涡面上采用偶极子布置以满足Kutta条件。影响系数中的奇异积分及非奇异积分都采用一种... 基于格林定理,将Rankine源和偶极子置于边界面上,用时间步进法计算了近自由面条件下的三维水翼的势流场。其中在自由面采用线性自由面边界条件,在尾涡面上采用偶极子布置以满足Kutta条件。影响系数中的奇异积分及非奇异积分都采用一种精确积分的方法计算。文中确定了计算模型和参数,给出了不同航速、展长及浸深下的数值计算结果,并与相关文献结果进行了对比,证实了该方法是一种可靠、有效的时域算法。 展开更多

关键词 三维水翼 自由面 RANKINE源 偶极子 时域 精确积分

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非对称双体船兴波问题与侧体布局优化分析 被引量：5

3

作者 李广年 赵连恩 +2 位作者 陈庆任 胡小菲 谢永和 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期55-62,共8页

兴波阻力是高速船总阻力的主要成分,对非对称双体船而言,优化侧体布局以降低兴波阻力,是提高其船舶能效的有效手段。论文根据线性兴波理论推导了非对称双体船兴波阻力及兴波干扰因子的计算公式,分析了非对称双体船的兴波阻力特性,研究... 兴波阻力是高速船总阻力的主要成分,对非对称双体船而言,优化侧体布局以降低兴波阻力,是提高其船舶能效的有效手段。论文根据线性兴波理论推导了非对称双体船兴波阻力及兴波干扰因子的计算公式,分析了非对称双体船的兴波阻力特性,研究了侧体的相对位置对兴波阻力的影响规律。基于Isight优化平台,结合线性兴波理论,采用混合遗传算法,以兴波阻力最小为目标,对非对称双体船的侧体布局进行了优化分析。在给定航速下的优化结果相比初始方案的兴波阻力更小,表明本方法可为非对称双体船的侧体布局设计提供参考。 展开更多

关键词 非对称双体船 兴波阻力 干扰因子 遗传算法 优化

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ALE有限元法及边界元法在二维带挡板箱体液体晃荡现象模拟中的比较(英文) 被引量：3

4

作者 管延敏 叶恒奎 +1 位作者 陈庆任 冯大奎 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第9期958-966,共9页

该文对二维带挡板箱体液体晃荡现象进行了模拟和比较。任意拉格朗日欧拉(ALE)法基于Navier-Stokes方程,边界元法运用势流理论。首先,通过与不带挡板箱体液体晃荡现象的解析解的比较,验证了两种方法的有效性;进而研究了带刚性挡板箱体液... 该文对二维带挡板箱体液体晃荡现象进行了模拟和比较。任意拉格朗日欧拉(ALE)法基于Navier-Stokes方程,边界元法运用势流理论。首先,通过与不带挡板箱体液体晃荡现象的解析解的比较,验证了两种方法的有效性;进而研究了带刚性挡板箱体液体晃荡现象,并分析了挡板的尺寸、位置对晃荡现象的影响。文中还计算了作用于箱体壁面上的力和力矩。 展开更多

关键词 ALE有限元法 边界元法 液体晃荡现象 挡板

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基于CFD的双艉客船阻力特性分析 被引量：3

5

作者 赵丙乾 方昭昭 +1 位作者 喻露 陈庆任 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期23-28,共6页

[目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的... [目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的工程方法。采用粘性流计算软件FINE/MARINE,对某双艉客船的航行阻力进行计算,探讨船舶第1层网格节点高度、船舶航速以及附体对计算结果的影响,并将不同航速下的阻力预报及其结果与试验数据进行对比。[结果]结果显示,预报误差基本在3%以内。[结论]研究表明,所提方法计算效率高且易于实现,预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。 展开更多

关键词 双艉客船 计算流体动力学 阻力预报 FINE/MARINE

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基于CFD的双艉船型阻力数值预报 被引量：4

6

作者 方昭昭 赵丙乾 陈庆任 《中国舰船研究》 2014年第4期36-43,62,共9页

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学(CFD)理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力... 根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学(CFD)理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力预报及其试验数据的比对分析,结果显示,预报误差基本控制在4%以内。研究表明,该方法计算效率较高、易于实现、经济性较好,且预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。 展开更多

关键词 计算流体动力学 双艉 兴波阻力 粘性阻力 阻力预报 SHIPFLOW

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三维船体建模与稳性计算系统研发 被引量：8

7

作者 陈志飚 陈庆任 朱显玲 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期60-66,共7页

[目的]为实现多体船、组合船体等复杂船型的船体与舱室的可视化快捷建模和稳性计算,研发三维船体建模与稳性计算系统。[方法]采用模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)设计模式搭建系统框架;融合三维可视、对象拾取、特征点捕... [目的]为实现多体船、组合船体等复杂船型的船体与舱室的可视化快捷建模和稳性计算,研发三维船体建模与稳性计算系统。[方法]采用模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)设计模式搭建系统框架;融合三维可视、对象拾取、特征点捕捉、命令流、引用表达式-联动更新、撤销-重做、智能表格等功能元素,实现适用于一般用户的船体与舱室三维交互式建模,以及适用于熟练用户的命令流快速建模;采用三维表面网格积分算法,实现不受限于船型的静水力与稳性计算,并基于派生类技术实现多个版本的法规衡准供用户选择。[结果]实船测试和工程应用结果表明,该系统能实现船体与舱室的三维快速建模和准确计算,覆盖具有多艉、球艏、艏升高、艉升高、凸形甲板的复杂船型,以及浮船坞、双体船、三体船、拼装组合船等特殊船型。[结论]该软件对船舶工程软件的设计研发具有参考价值。 展开更多

关键词 三维建模 稳性计算 命令流 计算系统

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基于ALE有限元法二维液体晃荡的数值模拟 被引量：3

8

作者 管延敏 叶恒奎 陈庆任 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第10期1094-1099,共6页

随着各类液货船的不断增加,晃荡现象在船舶与海洋工程领域引起了广泛的关注。文章从不可压粘性流体的N-S方程组出发,运用任意拉格朗日(ALE)有限元法对水平激励下的二维液体晃荡现象进行了数值模拟。首先通过计算值与解析解的比较,验证... 随着各类液货船的不断增加,晃荡现象在船舶与海洋工程领域引起了广泛的关注。文章从不可压粘性流体的N-S方程组出发,运用任意拉格朗日(ALE)有限元法对水平激励下的二维液体晃荡现象进行了数值模拟。首先通过计算值与解析解的比较,验证了数值方法的有效性,进而分析了激励振幅、激励频率对晃荡现象的影响,最后计算了作用于壁面上的力和力矩。 展开更多

关键词 ALE 有限元法 晃荡 数值模拟

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数字化船舶EEDI验证方法 被引量：3

9

作者 王志芳 阳子轩 陈庆任 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1189-1194,共6页

为提高我国内河船舶能效设计指数(EEDI)预报精度和速度,促进内河船舶能效评估的推进及能效水平的提升,研发了内河船舶EEDI数字化验证评估系统。收集典型内河船舶船模水池试验数据样本并将其分为两部分,利用其中一部分对艾尔法阻力评估... 为提高我国内河船舶能效设计指数(EEDI)预报精度和速度,促进内河船舶能效评估的推进及能效水平的提升,研发了内河船舶EEDI数字化验证评估系统。收集典型内河船舶船模水池试验数据样本并将其分为两部分,利用其中一部分对艾尔法阻力评估计算方法进行分析和改进,在此基础上提出了适用于方形系数大的宽扁型内河双机双桨船舶阻力曲线估算和有效功率计算的改进艾尔法,利用另一部分样本对改进的艾尔法进行验证,结果表明修正版艾尔法比原方法的预报误差从9.4%降至3.4%。基于所提方法对收集的32艘实船航速数据进行测试验证,结果表明该方法预报精度高,平均误差仅2.678%,远低于船东可接受的5%的误差。最后开发了船舶EEDI数字化验证软件,以满足内河船舶EEDI经济、快速验证的需要,促进内河船舶绿色高效发展。 展开更多

关键词 船舶工程 能效设计指数 艾尔法 阻力预报 航速预报 数字化验证

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珠江闽江船舶航速预报算法开发及实船验证 被引量：4

10

作者 王曦 陈庆任 +1 位作者 张伟 喻露 《船海工程》 北大核心 2017年第4期46-49,共4页

根据内河船模试验数据对船舶有效功率估算方法艾尔法进行修正,应用图谱回归公式计算螺旋桨推进功率,考虑船机桨匹配进行珠江、闽江船舶航速预报,通过实船试验对航速预报结果进行验证,结果表明,预报结果符合工程精度,具有良好的实用性,... 根据内河船模试验数据对船舶有效功率估算方法艾尔法进行修正,应用图谱回归公式计算螺旋桨推进功率,考虑船机桨匹配进行珠江、闽江船舶航速预报,通过实船试验对航速预报结果进行验证,结果表明,预报结果符合工程精度,具有良好的实用性,可用于珠江、闽江现有船舶标准化认定工作。 展开更多

关键词 珠江闽江 航速预报 艾尔法 实船验证

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基于虚长度法的高速双体船兴波阻力预报 被引量：1

11

作者 李志恒 陈庆任 +1 位作者 祝海勇 郑立捷 《中国舰船研究》 2013年第2期41-45,共5页

应用经典薄船理论,以Michell兴波阻力积分公式为基础,针对高速船的方尾船型特点,采用"虚长度"法,即在方尾后增加一个虚拟附体以使尾部封闭,通过对NPL船模系列(包括3b,4a,4b,4c,5a,5b,5c,6a,6b,6c共10条船型)的文献数据进行分... 应用经典薄船理论,以Michell兴波阻力积分公式为基础,针对高速船的方尾船型特点,采用"虚长度"法,即在方尾后增加一个虚拟附体以使尾部封闭,通过对NPL船模系列(包括3b,4a,4b,4c,5a,5b,5c,6a,6b,6c共10条船型)的文献数据进行分析,总结得到一个计算虚长度的公式,同时对代号分别为4a,5c,6b的3种船型的兴波阻力进行数值计算,并与文献中的实验数据进行比较。研究表明,3条双体船型的计算结果与实验数据在趋势上吻合较好,在高傅汝德数下误差小于6%,符合工程应用要求。 展开更多

关键词 虚长度 高速双体船 方尾 兴波阻力

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振动翼推进性能计算及试验研究 被引量：1

12

作者 刘江鹓 杨向晖 陈庆任 《船海工程》 2012年第4期67-70,共4页

采用非定常边界元法基于格林定理构建振动翼计算模型,讨论相关的构建过程、程序结构;采用时变尾涡面和时间步进法在时域中处理振动翼的尾涡存储效应,在尾涡面上应用等压Kutta条件并通过New-ton-Raphson法进行迭代求解,对在无限域中的振... 采用非定常边界元法基于格林定理构建振动翼计算模型,讨论相关的构建过程、程序结构;采用时变尾涡面和时间步进法在时域中处理振动翼的尾涡存储效应,在尾涡面上应用等压Kutta条件并通过New-ton-Raphson法进行迭代求解,对在无限域中的振动翼水动力特性进行计算和研究;通过数值计算结果与试验数据对比,证实本方法的有效性。 展开更多

关键词 振动翼 格林定理 非定常边界元法 时步迭代法

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长江内河船舶生活污水处理问题及排放控制对策

13

作者 喻露 陈庆任 张伟 《船海工程》 北大核心 2022年第S01期1-5,共5页

针对目前内河生活污水处理存在的问题,结合长江不同航线、不同吨位的货船和旅游客船的生活污水实际贮存需求和能力分析,以及内河船舶智能技术发展现状,对货船和旅游客船提出生活污水处理分阶段、差异性的解决措施,以便系统化解决内河船... 针对目前内河生活污水处理存在的问题,结合长江不同航线、不同吨位的货船和旅游客船的生活污水实际贮存需求和能力分析,以及内河船舶智能技术发展现状,对货船和旅游客船提出生活污水处理分阶段、差异性的解决措施,以便系统化解决内河船舶生活污水处理。 展开更多

关键词 内河船舶 生活污水处理 零排放 贮存能力分析

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二维地效翼气动性能计算研究 被引量：5

14

作者 杜莉 杨向晖 +1 位作者 叶恒奎 陈庆任 《中国舰船研究》 2008年第4期50-53,共4页

从格林定理出发,在边界上布置Rankine源和偶极子,分别用定常和非定常方法对二维地效翼的性能进行计算,构建一种处理地效翼问题的计算模型。详细介绍这种方法的理论推导和计算过程,并经过试算确定了适当的模型参数。通过对多个参数的变... 从格林定理出发,在边界上布置Rankine源和偶极子,分别用定常和非定常方法对二维地效翼的性能进行计算,构建一种处理地效翼问题的计算模型。详细介绍这种方法的理论推导和计算过程,并经过试算确定了适当的模型参数。通过对多个参数的变化调整,讨论离地间隙、攻角对二维地效翼升力的影响。大量的数值计算和与试验数据的比较,证实该法作为地效翼问题的一个支撑模型是可行、可靠的。 展开更多

关键词 地效翼 格林定理 RANKINE源 偶极子

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船舶在纵向波浪中运动的控制方法 被引量：3

15

作者 孔卫 叶恒奎 +2 位作者 杨向晖 陈庆任 李志恒 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第3期36-39,共4页

船舶主动减摇是目前亟待发展的船舶减摇技术。本文基于船舶在波浪中运动理论,运用MATLAB编程求解带主动减摇鳍的船舶在纵向波浪中的升沉和纵摇运动响应,并据此研究文中给出的主动鳍控制方法减摇效果。通过分析某深V型快速渡轮算例,可以... 船舶主动减摇是目前亟待发展的船舶减摇技术。本文基于船舶在波浪中运动理论,运用MATLAB编程求解带主动减摇鳍的船舶在纵向波浪中的升沉和纵摇运动响应,并据此研究文中给出的主动鳍控制方法减摇效果。通过分析某深V型快速渡轮算例,可以得出明显减摇效果。 展开更多

关键词 主动减摇鳍 MATLAB 控制策略

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非对称双体船完整稳性研究 被引量：7

16

作者 李广年 陈庆任 +1 位作者 朱善强 于群 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期170-177,共8页

论文采用基于船体表面网格积分的方法计算船舶稳性,研究了侧体相对位置对非对称双体船稳性的影响规律。设置了20种非对称双体船片体布局方案,研究了侧体相对位置对船舶初稳性的影响规律。考虑非对称双体船的左右不对称性,分别研究了左... 论文采用基于船体表面网格积分的方法计算船舶稳性,研究了侧体相对位置对非对称双体船稳性的影响规律。设置了20种非对称双体船片体布局方案,研究了侧体相对位置对船舶初稳性的影响规律。考虑非对称双体船的左右不对称性,分别研究了左倾、右倾两种横倾情况下,非对称双体船静稳性力臂、动稳性力臂、最大复原力臂、最大复原力臂对应的横倾角θm以及θm对应的动稳性臂ld随侧体位置变化的规律。期望研究结果为相关技术人员提供技术支持。 展开更多

关键词 多体船 非对称性 初稳性高 动稳性

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基于面元法和CFD的螺旋桨性能比较 被引量：2

17

作者 钱锟 陈庆任 《舰船科学技术》 2011年第9期36-39,51,共5页

分别利用面元法和CFD软件对3个标准螺旋桨的敞水性能进行数值模拟,根据计算结果绘制敞水性能曲线,与试验值进行比较分析。结果表明,这2种预报方法均能达到工程应用要求。文中同时也比较了2种方法对螺旋桨叶面的压力分布的预报能力,对CF... 分别利用面元法和CFD软件对3个标准螺旋桨的敞水性能进行数值模拟,根据计算结果绘制敞水性能曲线,与试验值进行比较分析。结果表明,这2种预报方法均能达到工程应用要求。文中同时也比较了2种方法对螺旋桨叶面的压力分布的预报能力,对CFD所得的尾流场进行了分析,并将之与面元法的尾涡模型进行了对比。 展开更多

关键词 螺旋桨 敞水性能 面元法 CFD 尾流场

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内河船舶航速预报及能效评估软件开发 被引量：1

18

作者 陈钰 陈庆任 赵丙乾 《船舶》 2016年第1期100-104,共5页

随着船舶行业的不断发展和能效指数概念的推行,迫切需要研发一种计算软件来快速评估船舶能效。文中采用修正的艾亚法进行船舶有效功率估算、基于图谱法进行螺旋桨的设计及推进性能计算、进行船舶航速预报及能效评估,并基于C++开发平台,... 随着船舶行业的不断发展和能效指数概念的推行,迫切需要研发一种计算软件来快速评估船舶能效。文中采用修正的艾亚法进行船舶有效功率估算、基于图谱法进行螺旋桨的设计及推进性能计算、进行船舶航速预报及能效评估,并基于C++开发平台,开发了内河船舶航速预报及能效评估软件。结果表明,该软件使用方便、运算快速,具有良好的实用性。 展开更多

关键词 内河船舶 航速 能效 软件

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边界元法几乎奇异积分计算方法及其在螺旋桨性能预报中的应用

19

作者 管延敏 陈萍 +2 位作者 黄温赟 陈庆任 刘可峰 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第3期1-5,共5页

边界元法在奇点接近区域进行影响系数计算时,高斯积分法存在几乎奇异积分,易产生误差,影响数值模拟精度.针对这一问题,采用一种四边形单元上的积分转换为4个三角形分别积分再求和的方法,解析地求得影响系数积分,实现了几乎奇异积分的精... 边界元法在奇点接近区域进行影响系数计算时,高斯积分法存在几乎奇异积分,易产生误差,影响数值模拟精度.针对这一问题,采用一种四边形单元上的积分转换为4个三角形分别积分再求和的方法,解析地求得影响系数积分,实现了几乎奇异积分的精确计算.将该方法应用于螺旋桨水动力性能预报,计算了螺旋桨敞水性能和定常、非定常工况桨叶剖面压力分布,并与试验值及其他计算结果进行了比较,取得了较高的计算精度.数值算例表明文中所选用的方法是精确可靠的,对边界元法模拟三维绕流场几乎奇异积分的处理有参考价值. 展开更多

关键词 边界元法 几乎奇异积分 螺旋桨 性能预报

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船舶螺旋桨尾流动态结构分析

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作者 韩健 陈庆任 李广年 《海洋技术学报》 2018年第2期91-94,共4页

为了探索螺旋桨尾流的细节结构,以标准桨DTMB 4119桨为研究对象,利用Fluent软件开展了均匀来流下螺旋桨尾流场的数值模拟,分析了尾流场中轴向、径向、周向速度、涡量以及螺旋桨附着涡的总环量分布特征;研究了尾流结构及其演化规律,获得... 为了探索螺旋桨尾流的细节结构,以标准桨DTMB 4119桨为研究对象,利用Fluent软件开展了均匀来流下螺旋桨尾流场的数值模拟,分析了尾流场中轴向、径向、周向速度、涡量以及螺旋桨附着涡的总环量分布特征;研究了尾流结构及其演化规律,获得诸如Rankine模式梢涡的结构、尾涡片的分层特征、尾流收缩等典型的尾涡结构特征。计算结果与试验测试结果取得了良好的吻合。 展开更多

关键词 螺旋桨 尾涡结构 数值模拟 环量 梢涡

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