基于重叠网格法的圆柱涡激振动非线性特性研究

1

作者 齐国胜 韩翔希 +3 位作者 翟煜 张美娜 蒙占彬 任地 《船舶》 2024年第4期38-49,共12页

该文基于重叠网格法对在不同约化速度下质量比和阻尼比分别为2.6和0.0036的圆柱涡激振动进行数值模拟研究,系统地分析了其响应幅值、频率比、尾流漩涡脱落模式及其非线性特性。随着约化速度的增大,圆柱涡激振动响应共发生4次切换,但只... 该文基于重叠网格法对在不同约化速度下质量比和阻尼比分别为2.6和0.0036的圆柱涡激振动进行数值模拟研究,系统地分析了其响应幅值、频率比、尾流漩涡脱落模式及其非线性特性。随着约化速度的增大,圆柱涡激振动响应共发生4次切换,但只有其中1次切换时横流向振动响应与涡流力系数的相位差时发生了突增变化,这次突增促使尾流漩涡由“2T”模式转变为“2P”模式。此外,任何约化速度下的圆柱涡激振动速度变化范围均小于其位移变化范围。当约化速度为4.0时,圆柱来流向和横流向的涡激振动均处于混沌状态;当约化速度为8.0时,圆柱横流向涡激振动同样处于混沌状态,但仍然具有自限性;在其他约化速度下,圆柱来流向和横流向的振动稳定且规律。 展开更多

关键词 海洋立管 涡激振动 重叠网格 非线性特性 尾流漩涡脱落模式

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高速船航态模拟与阻力预报CFD方法应用 被引量：8

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作者 韩翔希 赵成璧 +2 位作者 唐友宏 林慰 曹艺龄 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第21期6176-6183,共8页

中高速船在航行状态下,其航态与低速航行相比有较大的不同,对船舶的阻力有明显的影响。因此,此类船舶的阻力预报必须考虑船舶航行姿态的影响。现有公开发表的关于滑行艇垂向+纵向运动理论预报研究的资料不多见。基于Flu-ent平台对三维... 中高速船在航行状态下,其航态与低速航行相比有较大的不同,对船舶的阻力有明显的影响。因此,此类船舶的阻力预报必须考虑船舶航行姿态的影响。现有公开发表的关于滑行艇垂向+纵向运动理论预报研究的资料不多见。基于Flu-ent平台对三维船体航态对阻力的影响进行研究,采用动网格技术模拟船舶的航态;同时,为了保证计算的连续性与稳定性,利用FLUENT二次开发平台,编写UDF程序,在离散的时间域内根据船体的受力对船舶运动进行干涉。计算结果表明该方法对船舶的水动力预报问题具有可行性。 展开更多

关键词 船舶阻力预报 航态 动网格 UDF

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附属分离盘抑制圆柱涡激振动的数值模拟 被引量：2

3

作者 韩翔希 冯志强 +2 位作者 邱昂 余建星 符妃 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期91-97,共7页

基于动网格技术,编写UDF程序计算附属不同长度分离盘的圆柱双自由度涡激振动,并借助FLUENT软件模拟计算其周围流场。通过模拟计算不同长度附属分离盘的圆柱涡激振动,系统地对比分析其所受升阻力系数、振动响应、尾流涡形态、运动轨迹和... 基于动网格技术,编写UDF程序计算附属不同长度分离盘的圆柱双自由度涡激振动,并借助FLUENT软件模拟计算其周围流场。通过模拟计算不同长度附属分离盘的圆柱涡激振动,系统地对比分析其所受升阻力系数、振动响应、尾流涡形态、运动轨迹和频率特征等方面内容,并总结其一般规律。分析发现,添加合适长度的分离盘可以大大降低涡泄频率,有助于避开"锁定"区域,降低涡激振动的响应,同时还应该注意附属分离盘带来的多频和宽频振动特征。该数值模拟方法也为附属抑制装置的立管涡激振动数值模拟奠定了基础。 展开更多

关键词 涡激振动 分离盘 流固耦合 抑制涡激振动

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强迫摇荡运动三维球体水动力系数的CFD计算 被引量：1

4

作者 韩翔希 赵成璧 +3 位作者 唐友宏 范少涛 林慰 陈晓明 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第3期96-103,共8页

采用计算流体力学(CFD)的雷诺平均法(RANS方法),并考虑了自由表面的影响(采用VOF方法模拟自由表面),来模拟三维球体的单自由度强迫摇荡运动,得到纵荡、升沉及横摇的附加质量与阻尼系数。该数值模拟结果与三维势流理论计算的结果进行比较... 采用计算流体力学(CFD)的雷诺平均法(RANS方法),并考虑了自由表面的影响(采用VOF方法模拟自由表面),来模拟三维球体的单自由度强迫摇荡运动,得到纵荡、升沉及横摇的附加质量与阻尼系数。该数值模拟结果与三维势流理论计算的结果进行比较,趋势基本一致,但CFD方法更能凸显粘性的作用。本文所应用方法能合理给出浮式结构物的水动力系数,更精确描述海洋浮式结构物周围的流场,可应用于船舶与海洋工程浮式结构物的水动力性能研究。 展开更多

关键词 CFD 水动力系数 浮式结构物 强迫摇荡运动 三维球体

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基于RBF神经网络的渔船尾部型线两目标优化 被引量：1

5

作者 韩翔希 张恒 +3 位作者 冯志强 邱昂 余建星 符妃 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期35-39,58,共6页

为了开发节能、减排的渔船新船型,提出一种基于仿真设计的优化方法,对一艘灯光渔船的艉部型线进行优化。采用三角变换法修改船型的几何形状,将优化拉丁超立方试验设计生成的样本方案用于RBF神经网络模型的构建,最后以总阻力性能和桨盘... 为了开发节能、减排的渔船新船型,提出一种基于仿真设计的优化方法,对一艘灯光渔船的艉部型线进行优化。采用三角变换法修改船型的几何形状,将优化拉丁超立方试验设计生成的样本方案用于RBF神经网络模型的构建,最后以总阻力性能和桨盘面伴流不均匀度为优化目标,采用NSGA2对该渔船船型进行两目标优化,结果表明该优化方法可以用于渔船新船型的开发。 展开更多

关键词 RBF神经网络 船型优化 渔船 总阻力性能 伴流均匀度

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海上浮式结构物的水动力仿真研究 被引量：1

6

作者 韩翔希 邱昂 +1 位作者 范少涛 王海璎 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期39-43,共5页

基于粘性计算流体力学的方法建立三维数值波浪水池,模拟有限振幅波的传播,并计算三维球体在规则波环境下所受的波浪力。采用两相不可压的RANS方程求解非定常不可压缩粘性流体,并采用流体体积函数(VOF)法对自由面进行动态模拟。通过编写... 基于粘性计算流体力学的方法建立三维数值波浪水池,模拟有限振幅波的传播,并计算三维球体在规则波环境下所受的波浪力。采用两相不可压的RANS方程求解非定常不可压缩粘性流体,并采用流体体积函数(VOF)法对自由面进行动态模拟。通过编写用户自定义函数(UDF)设置边界入口速度和波高,实现在波浪水池尾部1~2倍波长区域消波,最终求出有限振幅波的模拟结果以及规则波中三维球体所受的波浪力,该结果与势流理论边界元法得到的结果在趋势上吻合良好。该研究方法为模拟分析其他海洋结构物在波浪中的水动力奠定基础,丰富与扩展了数值波浪水池的应用。 展开更多

关键词 浮式结构物 CFD 波浪力 数值波浪水池

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船舶原理任务化模式教学改革与探索 被引量：2

7

作者 韩翔希 《钦州学院学报》 2015年第11期6-8,共3页

当前船舶原理教学存在教材部分内容陈旧,学生对课程的学习热情低,理论与应用脱节等问题。为适应船舶工业发展对应用型人才的需求,船舶原理的教学方式可以任务化为导向,采用讲授、自学、讨论、实训和总结等手段,将船舶原理和船舶原理课... 当前船舶原理教学存在教材部分内容陈旧,学生对课程的学习热情低,理论与应用脱节等问题。为适应船舶工业发展对应用型人才的需求,船舶原理的教学方式可以任务化为导向,采用讲授、自学、讨论、实训和总结等手段,将船舶原理和船舶原理课程设计相结合,组成一个模块。通过布置课程任务,让学生带着任务查找资料,进行科学分析、研究、小组讨论、数字化实训演练等,以提高学生的学习热情并理解应用所学知识。 展开更多

关键词 船舶原理 任务化模式 教学改革

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管道表面蚀坑-裂纹的应力强度因子分析 被引量：12

8

作者 余建星 李修波 +4 位作者 谭玉娜 金成行 冯志强 韩翔希 符妃 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期522-528,共7页

针对在役的海底管道遭受腐蚀疲劳损伤时其管道表面出现点蚀坑问题,应力强度因子成为衡量蚀坑向裂纹转变的临界条件之一.断裂力学的腐蚀疲劳寿命分析的基础是腐蚀疲劳裂纹扩展,裂纹的不稳定扩展又由应力强度因子来判别.因此,在腐蚀疲劳... 针对在役的海底管道遭受腐蚀疲劳损伤时其管道表面出现点蚀坑问题,应力强度因子成为衡量蚀坑向裂纹转变的临界条件之一.断裂力学的腐蚀疲劳寿命分析的基础是腐蚀疲劳裂纹扩展,裂纹的不稳定扩展又由应力强度因子来判别.因此,在腐蚀疲劳破坏中,将点蚀坑和应力强度因子结合起来研究变得尤为重要.基于应力集中是导致裂纹萌生的主导因素,建立了双参数蚀坑模型,合理地解释了腐蚀疲劳裂纹在蚀坑处萌生位置差异的现象.在管道内流体压力的作用下,管道外表面轴向I型裂纹在环向应力的作用下成为最为危险的一种裂纹型式.基于线弹性断裂力学,利用ABAQUS软件,在管道内压作用下,采用二维模型,对管道表面的轴向I型蚀坑+裂纹的应力强度因子展开了分析.结果显示,蚀坑对裂纹应力强度因子的取值产生明显影响,可显著降低裂纹扩展的门槛值.进一步采用三维模型,利用扩展有限元法,对影响轴向I型蚀坑-裂纹应力强度因子的蚀坑参数开展了敏感性分析.结果显示,蚀坑参数的不同,对蚀坑-裂纹应力强度因子、裂纹形状因子的影响趋势各异.随着蚀坑参数深径比?、深度d的增大,蚀坑-裂纹应力强度因子的取值也逐渐变大;蚀坑参数深径比?、深度d对形状因子F取值的影响存在一定的区间效应. 展开更多

关键词 双参数蚀坑 裂纹 海底管道 应力强度因子

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以培养应用型本科人才为导向的《船舶原理》课程改革总体思路探索

9

作者 韩翔希 符妃 《课程教育研究（学法教法研究）》 2017年第36期20-20,共1页

在应用型本科院校的船舶与海洋工程专业中，《船舶原理》是一门处于核心地位的专业基础课程，但《船舶原理》课程存在的主要问题就是教学跨度大、内容庞杂、课程教学理论与应用脱节，导致学生对该课程的学习仅仅局限于课本，需要不断面... 在应用型本科院校的船舶与海洋工程专业中，《船舶原理》是一门处于核心地位的专业基础课程，但《船舶原理》课程存在的主要问题就是教学跨度大、内容庞杂、课程教学理论与应用脱节，导致学生对该课程的学习仅仅局限于课本，需要不断面对复杂的理论知识，难以与实际应用相联系，这样就无形中增加了学生学习的困难、降低了学生学习的积极性。本文以培养应用型本科人才为导向，针对当前造船行业发展注重数字化造船和先进制造技术的情况，从教学目标、教学内容、教学方法、教学活动、教学情景、考核方法等几个方面提出《船舶原理》课程教学改革的总体思路，对进一步的改革实践有指导意义。 展开更多

关键词 应用型本科人才 船舶原理课程

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模糊粗糙集建模及其在水火弯板变形预测中的应用 被引量：2

10

作者 冯志强 杨润党 +2 位作者 柳存根 韩翔希 黄瑜 《船舶工程》 北大核心 2016年第12期41-45,共5页

水火弯板过程具有高度复杂性,采用经典的建模方法难以获得精确的数学模型。文章将模糊逻辑和粗糙集理论相结合提出一种模糊粗糙集建模方法,给出模糊信息系统的知识获取策略,构造一种由相似匹配修正模糊关系的近似推理算法。以船用低碳... 水火弯板过程具有高度复杂性,采用经典的建模方法难以获得精确的数学模型。文章将模糊逻辑和粗糙集理论相结合提出一种模糊粗糙集建模方法,给出模糊信息系统的知识获取策略,构造一种由相似匹配修正模糊关系的近似推理算法。以船用低碳钢为对象,通过有限元分析(FEA)构建水火弯板加工信息系统,运用模糊粗糙集方法来获取板材加工过程中的变形规律,最后通过模糊推理实现水火弯板表面变形的快速预报。 展开更多

关键词 模糊逻辑 粗糙集理论 水火弯板 表面变形

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考虑载荷效应的三维颗粒冲蚀数值模拟 被引量：1

11

作者 王华昆 余建星 +3 位作者 余杨 韩翔希 李修波 樊志远 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期66-72,共7页

冲蚀是管道失效的主要原因之一,论文采用数值模拟研究了拉伸应力对冲蚀演化的影响。基于COMSOL Multiphysics软件首次开发了一套完整的考虑外加拉伸载荷的三维平板冲蚀数值模拟方法。该方法可用于分析高压油气输送管道的固体颗粒冲蚀问... 冲蚀是管道失效的主要原因之一,论文采用数值模拟研究了拉伸应力对冲蚀演化的影响。基于COMSOL Multiphysics软件首次开发了一套完整的考虑外加拉伸载荷的三维平板冲蚀数值模拟方法。该方法可用于分析高压油气输送管道的固体颗粒冲蚀问题,可将内部高压流体引起的管壁拉伸载荷对冲蚀损伤演化的影响纳入考虑。结合自定义的应力-冲蚀方程,论文分析了冲射角(θ)、冲射速度(V)以及表面冲蚀损伤疤痕对应力-冲蚀损伤演化过程的影响,研究表明:在稀相流下,随着冲射角增大,最大冲蚀损伤出现在45°冲射角,最大冲蚀损伤速率随冲射速度增加呈指数增长,由于冲蚀疤痕影响流场和靶材应力分布,其对冲蚀损伤演化过程的影响不可忽略。 展开更多

关键词 应力-冲蚀 CFD 数值模拟 多物理场

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基于粗糙-模糊软计算的船板线加热成形加工参数预报方法 被引量：1

12

作者 冯志强 柳存根 +3 位作者 杨润党 韩翔希 黎永壹 焦自权 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第11期69-74,共6页

提出一种基于粗糙-模糊软计算的建模方法,构造一种基于贴近方向修正的高精度模糊推理算法,通过有限元分析(FEA)建立板材线加热成形工艺信息系统,根据粗糙集软计算获取线加热成形的工艺规律,运用模糊推理实现加工参数的快速准确预报。粗... 提出一种基于粗糙-模糊软计算的建模方法,构造一种基于贴近方向修正的高精度模糊推理算法,通过有限元分析(FEA)建立板材线加热成形工艺信息系统,根据粗糙集软计算获取线加热成形的工艺规律,运用模糊推理实现加工参数的快速准确预报。粗糙-模糊建模适用于线加热成形过程的静态或动态模型的构建,为实现该工艺的智能建模与控制提供一种新的技术手段。 展开更多

关键词 粗糙-模糊软计算 知识建模 模糊推理 线加热成形 加工参数

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基于CFD方法的船舶运动响应仿真 被引量：1

13

作者 韩翔希 冯志强 +2 位作者 邱昂 符妃 范少涛 《广东造船》 2017年第5期25-29,共5页

本研究采用CFD方法建立三维波浪水池,并在所模拟的数值波浪水池中计算Wigley船型顶浪航行在规则波时的运动响应。采用RANS方程求解非定常的不可压缩粘性流体,并采用VOF方法对自由面进行动态模拟。通过编写UDF设置边界入口速度、波高及... 本研究采用CFD方法建立三维波浪水池,并在所模拟的数值波浪水池中计算Wigley船型顶浪航行在规则波时的运动响应。采用RANS方程求解非定常的不可压缩粘性流体,并采用VOF方法对自由面进行动态模拟。通过编写UDF设置边界入口速度、波高及在波浪水池尾部1~2倍波长区域消波。采用动网格技术结合六自由度求解器模拟船舶的纵摇与垂荡运动。将采用CFD方法模拟得到的Wigley船运动响应与通过边界元法所得到的势流结果进行对比,发现两者吻合良好。本文所探索的方法可有效计算船舶在规则波中的运动响应,便捷高效,易于测量和控制,并能细致描述船体周围的流场情况。同时,也可为模拟分析其他海洋结构物在波浪中的运动响应具有参考价值,丰富与扩展数值波浪水池的应用。 展开更多

关键词 数值波浪水池 船舶运动响应 VOF 六自由度求解器 动网格

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基于粗糙集理论的板材热成形工艺建模

14

作者 冯志强 焦自权 +3 位作者 陈善本 柳存根 杨润党 韩翔希 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第24期179-182,共4页

在复杂制造过程工艺决策系统的研究与开发中,工艺知识或规律的获取通常是系统建模中的一个难点,本文在对粗糙集理论与方法扩充的基础上,将其引入到板材热成形加工过程建模中。给出变包含度粗糙集的构造,提出基于依赖度及包含度增量的知... 在复杂制造过程工艺决策系统的研究与开发中,工艺知识或规律的获取通常是系统建模中的一个难点,本文在对粗糙集理论与方法扩充的基础上,将其引入到板材热成形加工过程建模中。给出变包含度粗糙集的构造,提出基于依赖度及包含度增量的知识约简算法,通过粗糙集建模提取板材热成形的工艺规律,运用近似推理对加工参数进行快速确定。 展开更多

关键词 粗糙集建模 知识约简 板材热成形加工 工艺参数预测

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船体外板水火加工过程的粗糙集建模方法

15

作者 冯志强 焦自权 +3 位作者 陈善本 柳存根 杨润党 韩翔希 《电子技术与软件工程》 2017年第17期160-161,共2页

在船体外板水火成形智能决策支持系统的研究与开发中,工艺规律的往往难以人工获取,本文将粗糙集建模方法引入到船板热成形工艺过程分析中。通过数值模拟获取水火加工的基础数据,运用基于粗糙集的知识约简提取加工规律,根据模型推理实现... 在船体外板水火成形智能决策支持系统的研究与开发中,工艺规律的往往难以人工获取,本文将粗糙集建模方法引入到船板热成形工艺过程分析中。通过数值模拟获取水火加工的基础数据,运用基于粗糙集的知识约简提取加工规律,根据模型推理实现工艺参数的快速预报。 展开更多

关键词 粗糙集 知识获取 水火成形工艺建模 加工参数确定

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基于EIFS和P-M的海底管道腐蚀疲劳寿命预测 被引量：6

16

作者 李修波 余建星 +3 位作者 谭玉娜 冯志强 韩翔希 符妃 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期84-92,共9页

鉴于腐蚀疲劳损伤的特殊性,研究了点蚀过程和腐蚀疲劳裂纹扩展过程。基于等效初始缺陷尺寸(EIFS)和线性累积损伤理论(P-M)方法,消除了点蚀形核、蚀坑生长及腐蚀疲劳短裂纹扩展对腐蚀疲劳寿命预测的影响;避免了基于单点蚀坑建立的腐蚀疲... 鉴于腐蚀疲劳损伤的特殊性,研究了点蚀过程和腐蚀疲劳裂纹扩展过程。基于等效初始缺陷尺寸(EIFS)和线性累积损伤理论(P-M)方法,消除了点蚀形核、蚀坑生长及腐蚀疲劳短裂纹扩展对腐蚀疲劳寿命预测的影响;避免了基于单点蚀坑建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式的弊端;合理地简化了随机荷载下腐蚀疲劳寿命的预测流程。利用现有试验数据,对基于EIFS和P-M方法建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式进行了模型验证。结果显示,所提模型的有效性和合理性得到了验证,为工程实际中海底管道的腐蚀疲劳寿命预测提供了一种可行方法。 展开更多

关键词 腐蚀疲劳 等效初始缺陷尺寸 P-M 疲劳寿命 海底管道 随机荷载

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基于产教融合理念的船舶原理课程教学改革策略 被引量：3

17

作者 符妃 韩翔希 《西部素质教育》 2017年第17期167-167,173,共2页

为了激发学生学习的积极性,提高其分析解决问题的能力,使学生成为更好的应用型人才,文章结合钦州学院的办学理念和广西区内船舶与海洋工程类创新型、工程型人才的需求,研究了船舶课程培养目标及教学现状,提出以产教结合为基本理念的改... 为了激发学生学习的积极性,提高其分析解决问题的能力,使学生成为更好的应用型人才,文章结合钦州学院的办学理念和广西区内船舶与海洋工程类创新型、工程型人才的需求,研究了船舶课程培养目标及教学现状,提出以产教结合为基本理念的改革方案。即增加课堂吸引力,引入案例教学方法,进行开放实验教学,加强实践教学,加强师资队伍建设。 展开更多

关键词 产教融合 船舶原理 教学改革

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计算流体力学课程教学与代码实现间关系的探讨

18

作者 任地 韩翔希 +1 位作者 齐国胜 符妃 《中文科技期刊数据库（全文版）教育科学》 2023年第8期15-18,共4页

计算流体力学(CFD)作为一门当前工科专业普遍开设的研究生课程,其教学特点是高度理论化和计算化,需要深入理解和掌握流体动力学和物理现象,并具备一定的编程能力。同时,CFD教学也具有实践性,需要将理论知识应用到实际问题中。优秀的代... 计算流体力学(CFD)作为一门当前工科专业普遍开设的研究生课程,其教学特点是高度理论化和计算化,需要深入理解和掌握流体动力学和物理现象,并具备一定的编程能力。同时,CFD教学也具有实践性,需要将理论知识应用到实际问题中。优秀的代码实现是CFD教学中的关键方面,因为它们可以帮助学生更好地理解CFD理论,加深他们的理论应用能力和计算实现能力,并为他们将来从事工业应用或学术研究提供必要的技能。 展开更多

关键词 计算流体力学 数值模拟 海洋工程与技术 教学思考

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基于工程教育认证的船舶结构力学课程教学改革探索

19

作者 符妃 冯志强 韩翔希 《中国教育技术装备》 2023年第11期108-110,共3页

工程教育认证是北部湾大学船舶与海洋工程专业发展的重要机遇,根据认证标准中的工程知识要求、问题分析能力和使用现代工具能力等分析船舶结构力学课程存在的问题,并就这些问题提出相关的教学改革建议。

关键词 船舶结构力学 工程教育认证 教学改革

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粗糙立管涡激振动响应特性数值模拟研究 被引量：3

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作者 韩翔希 吴家鸣 +3 位作者 蒙占彬 符妃 辜坚 邱昂 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期166-179,共14页

海洋立管是连接浮式平台和海底井口的关键设备,涡激振动是其疲劳损伤的主要原因,海洋生物吸附等因素会影响立管表面的粗糙度,使涡激振动特性更加复杂。论文基于CFD(计算流体动力学)与CSD(计算结构动力学)的双向流-固耦合方法,引入粗糙... 海洋立管是连接浮式平台和海底井口的关键设备,涡激振动是其疲劳损伤的主要原因,海洋生物吸附等因素会影响立管表面的粗糙度,使涡激振动特性更加复杂。论文基于CFD(计算流体动力学)与CSD(计算结构动力学)的双向流-固耦合方法,引入粗糙壁面速度梯度修正模型,构建粗糙立管涡激振动数值计算程序,研究粗糙度、来流速度等参数对涡激振动特性的影响。研究结果表明:随着来流速度和表面粗糙度的增大,立管来流向与横流向的振动频率显著增大。较大的表面粗糙度会强化立管来流向多频和宽频振动,而较小的表面粗糙度会抑制立管来流向多频和宽频振动。随着表面粗糙度的增大,立管横流向两倍和三倍于主频率的次频减弱,多频振动特性降低,但宽频振动特征增强。 展开更多

关键词 涡激振动 海洋立管 表面粗糙度 流固耦合

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