刘志华 作品数:62 被引量:273 H指数:10 供职机构: 中国人民解放军海军工程大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国人民解放军总装备部预研基金 国家重点实验室开放基金 更多>> 相关领域: 交通运输工程 理学 文化科学 自动化与计算机技术 更多>>
复合材料螺旋桨弯扭耦合刚度特性分析 被引量:4 2022年 [目的]复合材料螺旋桨的弯扭耦合变形程度反映了桨叶的刚度特性,而桨叶刚度特性又与其水动力性能存在一定的相关性,将从刚度的角度对复合材料螺旋桨的纤维铺层进行优化设计。[方法]首先,以DTMB 4383复合材料螺旋桨为研究对象,基于复合材料螺旋桨流固耦合自迭代算法,构建桨叶弯扭刚度数值计算方法;然后,分别在桨叶铺设单向碳纤维布或正交碳纤维布这2种情况下,对不同铺层方案桨叶的弯扭刚度进行数值计算,并研究桨叶的弯扭刚度特性以及其与水动力性能之间的对应规律。[结果]数值计算结果表明,复合材料螺旋桨单桨叶推力系数及其推力系数差值与桨叶刚度之间呈现出较为同步的变化规律;在主方向弹性模量相同的情况下,正交碳纤维布铺设的复合材料螺旋桨的最小推力系数差值大于单向碳纤维布铺设的复合材料螺旋桨;当材料的弹性模量降低时,桨叶的刚度随之减小,且复合材料螺旋桨单桨叶推力系数及其推力系数差值也会随之减小;当桨叶的刚度较小时,复合材料螺旋桨能够更好地发挥自适应流场的优势,经弯扭耦合能产生更大的螺距变形,从而在高、低伴流区中产生较金属螺旋桨更小的周期性推力脉动。[结论]所得结果可指导复合材料螺旋桨改善船艉水动力性能的优化设计。 胡晓强 黄政 刘志华关键词:弯曲刚度 扭转刚度 推力系数 潜艇新型整流方法的设计与试验研究 被引量:6 2010年 潜艇桨盘面处伴流的不均匀性是造成潜艇螺旋桨在旋转过程中产生振动和噪声的重要原因。分析了潜艇桨盘面伴流场,认为潜艇马蹄涡是影响伴流不均匀性的关键因素。基于对潜艇马蹄涡产生机理的分析,提出运用整流片来削弱马蹄涡的影响、降低潜艇桨盘面伴流不均匀性的尾流控制方法。开展了潜艇模型尾部伴流风洞测量试验,试验结果显示整流片能够使潜艇桨盘面伴流不均匀性下降30%至50%,证明了整流片的尾流控制效果,展现了整流片广阔的工程应用前景。 刘志华 熊鹰 王展志 王松 涂程旭关键词:潜艇 马蹄涡 水下航行体降噪艉翼填角的数值模拟与试验研究 被引量:2 2016年 为降低水下航行体噪声,研究了艉翼填角的降噪效果。分析了水下航行体艉翼接合部马蹄涡影响螺旋桨伴流场的特征,认为马蹄涡对水下航行体噪声产生了不利影响。针对某无人水下航行体(UUV)设计了一种艉翼填角,运用CFD方法对该艉翼填角优化螺旋桨伴流场的效果进行了数值模拟,结果显示伴流场轴向速度的周向不均匀度系数下降35%-62%。将艉翼填角应用于该UUV,开展航行辐射噪声测量试验,结果显示艉翼填角使UUV航行噪声总声源级降低3.4 d B,尤其对低频噪声抑制较好。 李孟捷 王梦璇 王力 刘志华关键词:水下航行体 马蹄涡 降噪 CFD 噪声测量 局部等厚度的共翼型舵对潜艇尾流场优化效果研究 被引量:6 2020年 潜艇桨盘面伴流的不均匀性是影响螺旋桨在工作时产生振动和噪声的关键因素,潜艇指挥台围壳和尾舵产生的马蹄涡是导致桨盘面伴流不均匀性的重要原因。为了抑制尾舵处形成的马蹄涡,设计了一种局部等厚度的共翼型舵,通过数值模拟研究了其对尾流场不均匀性的改善效果。结果表明,局部等厚舵可以使尾流场相比非共翼型舵不均匀度下降40%以上,并且在相同舵角下舵力显著增大;安装局部等厚舵的同时在围壳处安装消涡片可以使不均匀度下降60%以上;减小局部等厚舵的最大厚度和增大首部曲率都可以进一步改善尾流场,且舵力不受损失。局部等厚舵形式简单,对尾流场和舵力改善效果显著。 翟朔 刘志华关键词:潜艇 尾流 马蹄涡 数值模拟 基于粒子群算法的动力定位推力分配决策变量优选 被引量:5 2019年 针对群智能算法解决动力定位推力分配问题易遭遇局部最优、计算时间长等瓶颈,基于粒子群算法探索不同粒子决策变量对推力分配结果的影响。考虑推力分配目标力和力矩、推力限制、禁止角等约束条件,以推进器功率最优、磨损最小为优化目标建立了推力分配数学模型,构建了基于3种不同粒子决策变量的粒子群推力分配算法,以算法结果的适应度值、计算消耗时间的均值和方差量化算法的收敛性和实时性。对上述3种方法进行仿真分析,结果对比表明,基于文章提出的粒子决策变量搜索在收敛性和实时性上均达到最优,对粒子群算法解决推力分配问题有一定的参考价值。 尚留宾 王威 刘志华关键词:推力分配 粒子群算法 动力定位 两种运动方式的直翼推进器水动力性能比较 被引量:2 2022年 针对直翼推进器在不同运动方式下水动力性能的变化,进行直翼推进器的非定常摆动运动方式(VSP)与定常回转运动方式(KBP)的理论研究,分别实现了推进器叶片随公转运动的同时进行匀速自转或变速自转的多叶片耦合运动。结合VSP实际应用的翼型与KBP特殊运动特性决定的翼型进行对比分析,在充分发挥VSP水动力性能的基础上,运用CFD方法对采用两种自转运动方式以及不同翼型的直翼推进器敞水状态下的水动力特性进行比较,并对不同运动方式过程中推进器整体与单叶片的水动力脉动特征进行对比分析,总结了非定常摆动与定常回转运动形式中的水动力性能差异。 刘文涛 刘志华 骆飞洋关键词:水动力性能 船舶静力学课程教学实验设计 被引量:2 2016年 基于对船舶静力学课程设置教学实验主要障碍的分析,探索了该课程开展教学实验的实现途径;针对船舶静力学课程特点,系统研究了课程实验内容选取和实验设计应把握的原则,提出了以船舶稳性为中心知识点的基本型实验和综合设计型实验设计方案,在课程教学中取得了良好的实践效果。 刘志华 熊鹰 叶金铭关键词:教学实验 船舶静力学 船舶稳性 基于RANS方程的船模兴波阻力分离计算方法及其适用范围研究 被引量:2 2010年 运用空气—水两相流RANS方程计算了两型船模的粘性兴波流场,提出了兴波阻力的分离计算方法,并研究了该方法的适用范围。结果表明,在长度傅汝德数低于0.4时,文中对船模兴波阻力及波高的计算结果都与模型试验基本相符,但当长度傅汝德数高于0.4时,计算结果与试验还存在一定的差距。 刘志华 熊鹰 张永坤关键词:RANS方程 兴波阻力 用于水洞的舵翼组合操纵面舵力测量装置 本发明公开了一种用于水洞的舵翼组合操纵面舵力测量装置。它包括扭矩测量装置和杠杆测量装置,所述扭矩测量装置包括驱动设备和第一扭矩检测设备,所述驱动设备的旋转驱动端通过第一扭矩检测设备与舵轴顶部固定连接,舵轴底部与水洞内的转... 刘志华 翟朔 骆飞洋文献传递 潜艇流场数值计算网格与湍流模型选取 被引量:14 2009年 为了探讨在潜艇粘性流场计算中计算网格和湍流模型对计算结果准确性的影响,以SUBOFF模型为计算对象,设计了15套流场计算网格系统,结合4种湍流模型进行了潜艇流场和阻力的计算,研究了潜艇粘性流场计算中计算网格和湍流模型的适用性.结果表明:在潜艇模型粘性流场计算中,第一层计算网格节点到表面的无因次距离应在11.225到120.000之间,并且标准k-ε模型是两方程模型中较为适合的湍流模型,这两方面的要求能够使潜艇粘性流场的模拟计算结果达到工程应用的精度. 刘志华 熊鹰 韩宝玉关键词:粘性 计算网格 湍流模型