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船模拖曳试验水池
2014-05-25 21:15  

大连理工大学船模试验水池于1984年投入使用,是国家“九五”、“十五”、“十一五”、“211工程”重点建设的学科方向、国家“985重点建设的学科方向;具有船舶与海洋结构物设计制造国家重点学科和船舶与海洋工程博士后流动站和船舶与海洋工程一级博士点资格;是“工业装备结构分析国家重点实验室”、“船舶制造国家工程研究中心”的成员;是国际船模试验水池会议(ITTC)成员。

该水池长期从事船舶与海洋工程中水动力学与流固耦合研究,在水下爆炸、船型开发、立管工程、浮体运动等方面取得了不俗的成绩。近年发表英文专著三本(ElsevierCRC等)、中文专著两本,承接国家自然科学基金创新群体和面上项目、国家科技支撑计划、国防973、十一五预研、海军科研条件建设、大型国企、国外著名公司等各类大型科研项目三十余项。

 

先进试验设施

?     水池:170x7x4

?     拖车:自重13吨、最大速度8/

?     造波机:20块造波板组成、最大波高0.4、可以造规则波、不规则波、非线性波、碎波

?     螺旋桨敞水动力仪:推力最大量程200N,功率4kW

?     大功率螺旋桨敞水动力仪:最大推力5000N,功率50kW

?     四自由度适航仪:最大量程200N,升沉、纵摇、横摇、阻力

?     自航动力仪:最大推力100N

?     其它相关试验设备

 

完备的试验功能

?     阻力试验

?     自航试验

?     螺旋桨敞水试验

?     波浪中阻力增加试验

?     规则和不规则波试验

?     斜浪试验

?     系泊试验

?     出水试验

?     入水试验

?     砰击试验

 

高性能计算集群

?     计算速度峰值:3万亿次(LINPACK)

?     计算节点:32

?     存储:6TB

?     软件:LS-DYNA(具有128并行计算许可)、ABAQUS(具有128并行计算许可)、PRO/EHYPERMESHTRUEGRIDANSYSSHEAR7、三维浮体在波浪中运动计算软件、三维气泡动力学软件、水下爆炸LEVELSETSPH软件。

 

雄厚的技术积累

自然科学基金创新群体:海洋环境灾害作用与结构安全防护;

国防973、自然科学基金:水下爆炸结构损伤机理研究;

十一五预研、辽宁省和大连市科学基金:高速三体船优化船型开发;

中交一航局:半潜运输船改装设计等等。

生产项目介绍:导管双桨推进器

空化是高速旋转螺旋桨的瓶颈问题,可以使螺旋桨的推力大幅度下降,产生失速,达不到设计推力。世界上第一艘蒸汽燃机“勇敢号”就是因为螺旋桨的空化而达不到设计航速。

对于高速旋转螺旋桨,空化常常是不可避免的。通常的避免方法是采用大侧斜桨、或者变螺距等措施。

对于水路两栖车来讲,为了轻量化,推进器的空间十分有限。如何在狭小的空间、避免空化的出现,保证高速旋转螺旋桨产生足够的推力成为两栖车的挑战,也是我国两栖车发展的瓶颈技术之一。

经过五年的反复试验研究,使用导管双桨推进器,成功解决了这个问题。海上实际测试标明,该推进器可以是两栖车的速度超出设计值10%,是我国最先进的水陆两栖车的推进装置。

经过海上实验、评审定型,该产品已经投入批量生产。

 

产业示范化项目介绍:捞冰船

海水结冰是天然的淡化过程。海冰的盐分不到海水的1/5。经年的海冰可以当淡水食用。

渤海湾地区担负着18%的国民生产总值任务,淡水储量却只占全国的2%,是严重缺水地区。但是,渤海湾的海冰储量十分丰富,和黄河水量相同。专家们一直呼吁将海冰列为淡水资源。

在国家支撑计划资助下,在没有国内外可参考资料情况下,我们研发了双体捞冰船,实现将海冰破碎、采集、运送等环节。目前,该捞冰船经过了实验室研发、冰池试验、湖上试验、海上试验四个环节,下面将进入全面演示验证产业化过程。

 

重大装备改装设计介绍:半潜运输船

半潜运输船负责将海洋工程大件、其他船舶整件运输到目的地。由于半潜运输船重复地下潜、浮起、远洋,对稳性、结构强度、操作等提出严峻考验,因此被定义为是高科技海洋工程船。目前,全世界有三十多艘,我国有仅有六艘。

“发展之路”号是世界第一艘由LPG改装的半潜运输船,属于重大装备改造,也是我国第三艘半潜运输船。技术难度大。在改装设计过程中,使用了静水和波浪中全船结构有限元分析、下潜过程波浪中运动的分析、使用了最新的SOLAS概率破舱稳性等先进的计算技术,克服了重重技术难关,历时一年半,最终完成改装设计。

 

在研项目介绍:水下爆炸数值仿真

水下爆炸对船体造成最严重的损伤,是水中兵器和舰艇防护的核心技术。

水下爆炸实船实验费用高、周期长、可收集到信息少。船体结构和水下爆炸过程过于复杂,使得理论分析非常困难。数值仿真具有投资少、信息多、周期短的优势,成为水下爆炸的主要研究手段。

水下爆炸数值仿真和评估的目的就是建立水下爆炸及其对舰艇损伤全船数值仿真的高性能计算平台,为新设计水中兵器提供可靠的威力评估,为新型舰艇抗冲击防护提供详细的损伤信息。该系统建设成功后,将成为国内外先进的数值仿真平台,可以为海军、海洋工程、水中兵器行业等提供设计的工具。

 

开发项目介绍:高性能船型

铝合金船重量轻、强度高、抗腐蚀,是节能减排环保型船舶;是世界造船强国的积极发展的船型;在中国发展迅速。

主力开发了三型铝合金船型:

137海洋工程工作船:推向中东市场

船长:37

吃水:1.9

船宽:7.6

乘客:50

航速:24

2)半滑行前三体铝合金船:

三体船是高速船型。三体船的两个翼体的布置对船舶性能有很大的影响。实验表明当付汝德数大于0.6时,两个翼体放在首部显著降低阻力。前三体船材料为铝合金。半滑行前三体铝合金船可以作为台湾海峡高速客货运输船船型。

 

前沿探索项目介绍

?     孤立水波

通过理论解析、数值计算和实验模拟,研究浅水和深水中孤立水波的产生、传播、相互作用,获得了一大批孤立波及其相互作用的精确解、高精度数值模拟方法和实验室孤立水波的产生方法和设备。

?     自由移动边界水动力学

水下爆炸产生的气泡、岸边的碎波、空化等都是拓扑结构发生变化、具有自由移动边界的非线性瞬态水动力学问题。

发展了可以考虑拓扑变化的三维边界积分法和二阶VOF方法,解决了气泡溃灭和波浪破碎的难题。

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