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水动力学与船舶设计(船舶水力学分析)
来源:www.ascsdubai.com    时间:2022-10-13 08:50    点击:113   编辑:admin

1. 船舶水力学分析

ati.ace是一个三维计算流体动力学和传热分析的软件,ati.ace这款软件具有功能强大,简单易用,工程,应用性强的特点被广泛应用于水力学,金属铸造业,镀膜,航空航天工业,船舶行业等等,工程师能够根据自行定义的多种物理模型,精确预测自由液面流动等等。

2. 船舶水动力学

1、喷水推进的原理 :通过喷射驱动装置,艇底大量的水在叶轮的推动下,通过转向导流管喷到艇后,把水从船后方向排出,靠水的反作用力来推进船舶。

2、喷水推进器和船舶动力装置一起,用来推进船舶。喷水推进器用水泵作动力,将水从船底孔吸人。

3. 船舶受力分析

船体强度是指船舶的船体结构在规定条件下抵抗各种外力不致造成严重变形或破坏的能力。其按船体结构的受力状况,分为总纵强度、局部强度、横向强度等。

总纵强度对应的外力是总纵弯曲力. 横向强度对应的外力是横向力, 局部强度对应的外力是局部力。.在研究船体强度时是把一艘船舶看作一个空心的箱形梁来进行研究的。

总体强度,包括总纵强度和总扭转强度。除了保证总纵强度外,还要保证总扭转强度,所谓总扭转强度,是船体结构整体抵抗扭转的能力。

当船体斜向处于波浪中,船体首尾部的 波浪表面具有不同的倾斜方向;或首尾载 荷置于不同的舷侧时,都会使重力与浮力 分布不均匀,引起船体扭转。

通常长大甲板 开口的船只,在设计时须重视保证总扭转强度。

一般开口较小的舰艇,其总扭转强度通常是有保证的。 随着舰艇建造、使用 经验的积累,早在20世纪初就已形成了船体强度理论,并在此后的几十年间获得很大进展。

其内容包括分析外力,研究结构应力和破损模式,制定强度衡量标准,提出校核计算方法等。

运用船体强度理论于舰艇建造,按照舰艇 总体设计对船体强度的要求,进行新造舰 艇的结构设计,合理确定其结构形式和构 件尺寸,方可保证舰艇的船体强度;对于在 役舰艇,也可依据相应的强度衡量标准,进 行船体强度校核,检查其是否满足规定的 强度要求,以保证航行安全和战斗使用。

4. 船舶水力学分析报告

流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体。所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。 地球流体力学  大气和水是最常见的两种流体。大气包围着整个地球,地球表面的百分之七十是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容,属于地球流体力学范围。 水动力学

水在管道、渠道、江河中的运动从古至今都是研究的对象。人们还利用水作功,如古老的水碓和近代高度发展的水轮机。船舶一直是人们的交通运输工具,船舶在水中运动时所遇到的各种阻力,船舶稳定性以及船体和推进器在水中引起的空化现象,一直是船舶水动力学的研究课题。这些研究有关水的运动规律的分支学科称为水动力学。 气动力学

20世纪初世界上第一架飞机出现以来,飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。20世纪50年代开始的航天飞行使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。 渗流力学

石油和天然气的开采,地下水的开发利用,要求人们了解流体在多孔或缝隙介质中的运动,这是流体力学分支之一渗流力学研究的主要对象。渗流力学还涉及土壤盐碱化的防治,化工中的浓缩、分离和多孔过滤,燃烧室的冷却等技术问题。 物理-化学流体动力学

燃烧煤、石油、天然气等,可以得到热能来推动机械或作其他用途。燃烧离不开气体。这是有化学反应和热能变化的流体力学问题,是物理-化学流体动力学的内容之一。爆炸是猛烈的瞬间能量变化和传递过程,涉及气体动力学,从而形成了爆炸力学。 多相流体力学

沙漠迁移、河流泥沙运动、管道中煤粉输送、化工流态化床中气体催化剂的运动等都涉及流体中带有固体颗粒或液体中带有气泡等问题。这类问题是多相流体力学研究的范围。 等离子体动力学和电磁流体力学

等离子体是自由电子、带等量正电荷的离子以及中性粒子的集合体。等离子体在磁场作用下有特殊的运动规律。研究等离子体的运动规律的学科称为等离子体动力学和电磁流体力学(见电流体动力学,磁流体力学)。它们在受控热核反应、磁流体发电、宇宙气体运动(见宇宙气体动力学)等方面有广泛的应用。 环境流体力学

风对建筑物、桥梁、电缆等的作用使它们承受载荷和激发振动;废气和废水的排放造成环境污染;河床冲刷迁移和海岸遭受侵蚀;研究这些流体本身的运动及其同人类、动植物间的相互作用的学科称为环境流体力学(其中包括环境空气动力学、建筑空气动力学)。这是一门涉及经典流体力学、气象学、海洋学和水力学、结构动力学等的新兴边缘学科。 生物流变学

生物流变学研究人体或其他动植物中有关的流体力学问题,例如血液在血管中的流动,心、肺、肾中的生理流体运动(见循环系统动力学、呼吸系统动力学)和植物中营养液的输送(见植物体内的流动)。此外,还研究鸟类在空中的飞翔(见鸟和昆虫的飞行),动物(如海豚)在水中的游动,等等。 因此,流体力学既包含自然科学的基础理论,又涉及工程技术科学方面的应用。以上主要是从研究对象的角度来说明流体力学的内容和分支。此外,如从流体作用力的角度,则可分为流体静力学、流体运动学和流体动力学;从对不同“力学模型”的研究来分,则有理想流体动力学、粘性流体动力学、不可压缩流体动力学、可压缩流体动力学和非牛顿流体力学等。

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5. 船舶水力学分析实验

三峡双线五级船闸,规模举世无双,是世界上最大的船闸。它全长6.4公里,其中船闸主体部分1.6公里,引航道4.8公里。船闸的水位落差之大,堪称世界之最。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程,而坝下通航最低水位62米高程,这就是说,船闸上下落差达113米,船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。已入选中国世界纪录协会世界第二大的船闸世界纪录。(现记录已被国内的大藤峡水利枢纽工程船闸突破)此前,世界水位落差最大的船闸也只有68米。据长江三峡通航管理局2016年1月6日消息,2015年三峡船闸客货通过量达到1.196亿吨,较2014年增加约30万吨,再创新高,其中货物通过量1.106亿吨。

建造难度世界第一。为建船闸,建设者们削平了18座山头,硬是在坝区左岸山岗中劈出一条道来,这在世界水利建设中是一道难题。

天下第一门

永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高36.75米,宽20.2米,厚3米,重达850吨,面积接近两个篮球场,其外形与重量均为世界之最,号称“天下第一门”。

基础开挖最深

三峡船闸的开挖边坡最大高度达170米,是世界船闸开挖边坡高度之最。

世界船闸衬砌式结构高度之最

6. 船舶水力学分析实验报告

一、水力学中单宽流量计算公式是 q=Q/B;

1、式中的单位:q-m^2/s; Q-m^3/s; B -m;

2、由于水力学的基本量是长度、时间和质量,独立因次的数目为三,则用无因次方程代替有因次方程可以使变量减少三个。这在实验分析中,可大量地减少实验次数加速实验进程;在理论分析中,可以更合理地提出变量关系式。这种方法叫做理论法。

扩展资料:

单一粗糙裂隙的渗流规律

单一裂隙是构成岩体裂隙网络的基本元素,所以研究其渗流基本规律是岩体水力学的基本任务。岩体裂隙网络渗流研究的基本理论——立方定律,根据理想光滑平板裂隙推导,因为其单宽流量q与隙宽e成3次方关系而称为立方定律。

式中:q为单宽渗流量;J为水力比降;e为裂隙开度(隙宽);g为重力加速度;υ为水流运动粘滞系数,在水温15℃?时,υ=1.14×10-6m2/s。

由于理想裂隙在自然界是不存在的,天然裂隙面均为粗糙裂隙,存在小范围的不平整和大范围的起伏,其隙宽e是沿程变化的,如仍要应用立方定律,则其e该取最大值、最小值或是平均值,为此根据流量等效的方法提出了水力隙宽eh的概念,但是水力隙宽e?h是个虚拟隙宽,实际上是不存在的。

水静力学

水静力学研究液体静止或相对静止状态下的力学规律及其应用,探讨液体内部压强分布,液体对固体接触面的压力,液体对浮体和潜体的浮力及浮体的稳定性,以解决蓄水容器,输水管渠,挡水构筑物,沉浮于水中的构筑物,如水池、水箱、水管、闸门。堤坝、船舶等的静力荷载计算问题。

水动力学

水动力学研究液体运动状态下的力学规律及其应用,主要探讨管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介质渗流的流动规律,以及流速、流量、水深、压力、水工建筑物结构的计算,以解决给水排水、道路桥涵、农田排灌、水力发电、防洪除涝、河道整治及港口工程中的水力学问题。

7. 船舶水力学分析方法

第一:清华大学

  清华大学的水利水电工程系创建于1952年,至今已经有很多年历史了,前身是清华大学土木工程系水利组。清华大学的水利工程一级学科在2003年一级学科评估中综合排名全国第一,在2007年时被认定为全国首批重点学科,所以这个老大当之无愧。 

第二:河海大学

  河海大学的水利水电学院前身是1952年建立的华东水利学院的水力发电系、水工结构系和水利土壤改良系。河海大学的一级博士点学科水利工程和二级博士点学科水工结构工程、水力学及河流动力学、水利水电工程、水利水电建设与管理都是国家重点学科。 

第三:天津大学

  天津大学的原土木工程系、水资源与港湾工程系和船舶与海洋工程系于1997年合并,设立了土木工程系、水利水电工程系等6个教学单位。水利工程一级学科的评估结果为A-为国家重点学科。 

第四:武汉大学

  武汉大学的水利水电学院始建于1928年国立武汉大学工学院土木系水利组,学院设水利工程系、水力发电工程系、河流工程系和水文水资源系。而且武汉大学的水利水电工程学科在2007 年被评为首批国家重点一级学科。 

第五:中国农业大学

  中国农业大学的水利与土木工程学院前身是1958年10月原北京农业机械化学院创建的农田水利化系。在2016年时中国农业大学的水利工程一级学科获评B+,农业工程一级学科被评为A+学科,其下的二级学科有农业水土工程、农业生物环境与能源工程。 

第六:大连理工大学

  大连理工大学的水利工程学院成立于2009年9月22日,学院的水利工程学科是国家和辽宁省一级重点学科。大连理工大学的水利水电工程和港口航道与海岸工程两个本科专业,均创建于1949年建校初期,已经为国家培养了大量规划、设计、施工、管理和科研方面的高级工程技术人才。 

第七:郑州大学

  郑州大学的水利与环境学院始建于1959年,至今也有多年历史,前身是郑州大学的水利系。学院有水利工程、环境科学与工程和交通运输工程3个河南省一级重点学科。在2016年的学科评估中,水利工程学科被评定为B+,并列第五名,被列为郑州大学一流学科建设序列。 

第八:四川大学

  四川大学的水利水电学院前身是1944年的四川大学理工学院土木水利系,学院的水利水电工程和水文与水资源工程为国家特色专业,农业水利工程为省级特色专业,水利水电工程为国家首批“卓越工程师教育培养计划”建设专业。

8. 轮船水力安全分析与应用

第一条 为了规范水路运输经营行为,维护水路运输市场秩序,保障水路运输安全和当事人的合法权益,促进水路运输业健康发展,根据国务院《国内水路运输管理条例》,结合我省实际,制定本规定。

第二条 在我省行政区域内从事国内水路运输以及水路运输辅助业务经营活动,适用本规定。

乡镇船舶、与外界不通航的公园、封闭性风景区内的水上旅客运输,不适用本规定。

第三条 省、市、县(含县级市、区,下同)人民政府交通运输主管部门主管本行政区域内的水路运输管理工作。省、市、县人民政府负责水路运输管理的部门或者机构(以下统称水路运输管理部门)具体实施水路运输管理工作。

公安、财政、海事、海洋渔业、旅游发展、水利、住房城乡建设等有关部门在各自职责范围内,依法做好水路运输管理的相关工作。

第四条 在通航水域内使用载客12人以下的船舶从事经营性运输(以下简称小型客船运输)的,应当符合下列条件:

(一)具备企业法人资格;

(二)船舶经依法登记、检验且总运力达到20客位以上;

(三)有明确的经营范围和可行的航线营运计划;

(四)有符合要求的安全生产管理人员和驾驶人员,依法签订劳动合同并缴纳社会保险;

(五)有与经营活动相适应的组织机构、生产经营管理制度、安全生产制度和应急救援预案;

(六)法律、行政法规规定的其他条件。

第五条 禁止下列小型客船运输行为:

(一)未经批准,擅自从事客运业务;

(二)超越经营范围、超越航区和航线从事客运业务;

(三)使用未取得船舶营运证件的船舶从事客运业务。

第六条 水路运输管理部门应当根据运力运量供求情况,确定新增运力数量。

第七条 水路运输及其辅助业务经营者不得出租、出借有关证件,不得以挂靠或者其他形式非法转让经营资格。

第八条 水路运输及其辅助业务经营者需要延续依法取得的行政许可的,应当在该许可有效期届满30日内向原许可机关提出申请。原许可机关应当在该许可有效期届满前作出是否准予延续的决定;逾期未作决定的,视为准予延续。

第九条 水路旅客运输经营者不得对船票价格内已包含的服务项目另行收费或者向旅客强制增加收费项目、提供收费服务,并做好价格公示。

第十条 水路货物运输经营者不得为未办理备案的货物代理人所代理的货物提供运输服务,不得接受未办理备案的船舶代理人提供的代理服务。

第十一条 水路运输辅助业务经营者不得为无运输经营资格或者超越经营范围的经营者及其船舶提供服务,不得未接受委托强行代办业务,不得以不正当竞争手段从事经营活动。

第十二条 水路旅客运输经营者及其委托的船票销售单位,应当按照有关规定建立水路旅客运输实名制管理制度。

第十三条 水路运输及其辅助业务经营者对其在经营活动中知悉的商业秘密及旅客身份信息、乘船信息等个人信息,应当予以保密。

第十四条 水路运输经营者应当依法优先运送处置突发事件所需物资、设备、工具、应急救援人员和受到突发事件危害的人员,重点保障紧急、重要的军事运输。

第十五条 水路运输及其辅助业务经营者应当加强水路运输安全生产管理,落实安全生产主体责任,依法建立健全安全管理机构,配备安全管理人员,健全完善全员安全生产责任制、安全监督检查和隐患排查制度、安全生产操作规程、事故应急处置制度等安全生产规章制度,保证安全生产投入。

第十六条 公安机关依法确定的防范恐怖袭击重点目标的水路运输客运站点、码头以及停靠站点的管理单位,应当建立公共安全视频图像信息系统值班监看、信息保存使用、运行维护等管理制度,保障相关系统正常运行。采集的视频图像信息保存期限不得少于90日。

第十七条 水路运输船舶航行区域内不得实施养殖、种植等行为,不得设置影响航行安全的设施。

第十八条 乘客不得携带有毒、易燃、易爆等危险物品和管制器具登船。

港口客运经营者和水路旅客运输经营者对违反前款规定的乘客,应当拒绝其登船,并及时向公安机关报告。

第十九条 市、县人民政府负责本行政区域内的无船名船号、无船舶证书、无船籍港船舶(以下简称“三无”船舶)非法运输治理工作。

省交通运输厅、省海洋渔业厅、省公安厅、省水利厅、辽宁海事局等部门应当依法积极配合做好“三无”船舶非法运输治理工作。

第二十条 水路运输管理部门应当依法对水路运输市场实施监督检查。

水路运输及其辅助业务经营者应当自觉接受监督检查,如实反映情况,提供有关资料及证明材料。

第二十一条 水路运输管理部门对水路运输市场实施监督检查,可以采取下列措施:

(一)向水路运输及其辅助业务经营者了解情况,要求其提供有关凭证、文件及其他相关材料;

(二)对涉嫌违法的合同、票据、账簿以及其他资料进行查阅、复制;

(三)进入水路运输及其辅助业务经营者从事经营活动的场所实地了解情况;

(四)在证据可能灭失或者事后难以取得的情况下,应当依法先行登记保存。

第二十二条 水路运输管理部门应当建立和完善执法全过程记录制度和行政执法公示制度,推进行政执法行为全过程留痕和可回溯管理,执法单位依法及时向社会公开有关行政执法信息。

第二十三条 市水路运输管理部门应当建立水路运输及其辅助业务经营者诚信档案,如实记录经营者及其从业人员信用信息,并按照国家有关规定惩戒失信经营者,定期向社会公布监督检查结果。

第二十四条 交通运输主管部门、水路运输管理部门及其工作人员不得参与或者变相参与水路运输及水路运输辅助业务经营活动。

第二十五条 小型客船运输经营者违反本规定,有下列情形之一的,由水路运输管理部门责令停止经营,没收违法所得,并处2000元以上1万元以下罚款:

(一)未经批准,擅自从事客运业务的;

(二)超越经营范围、超越航区和航线从事客运业务的;

(三)使用未取得船舶营运证件的船舶从事客运业务的。

第二十六条 水路货物运输经营者违反本规定,为未办理备案的货物代理人所代理的货物提供运输服务,或者接受未办理备案的船舶代理人提供的代理服务的,由水路运输管理部门处2000元以上1万元以下罚款。

第二十七条 水路运输管理部门工作人员违反本规定,有下列行为之一的,由所在单位或者上级主管部门对直接负责的主管人员和其他直接人员依法予以处分;涉嫌构成犯罪的,移交司法机关追究刑事责任:

(一)参与或者变相参与水路运输及其辅助业务经营活动的;

(二)发现违法行为未及时查处的;

(三)接到检举后,未依法及时调查处理的;

(四)其他玩忽职守、滥用职权、徇私舞弊的行为。

第二十八条 违反本规定的其他违法行为,由水路运输管理部门或者其他有关行政管理部门按照有关法律、法规和规章的规定处罚。

第二十九条 本规定自2018年2月1日起施行。1998年6月1日起施行的《辽宁省水上旅游运输管理规定》同时废止。

9. 船舶水动力分析

船或船舶是利用水的浮力,依靠人力、风帆、发动机(如蒸气机、燃气涡轮、柴油引擎、核子动力机组)等动力,牵、拉、推、划、或推动螺旋桨、高压喷嘴,使其在水上移动行使。

船是重要的水上交通工具。在石器时代就出现了最早的船——独木舟(把一根圆木中间挖空)。然后,出现了有桨和帆的船。后来又出现了用蒸汽或柴油发动机提供动力的船。

10. 船的力学分析

世界上还没有这么大的船。

世界上也不可能有这么大的船!

因为从结构力学,材料力学角度来分析。船漂浮在大海里要承受涌动海浪变化的浮力作用。当处于台风来临,或者海啸来临时,海浪可高达十几米甚至几十米。高大的海浪造成大船浮力的不均衡。海浪高的地方船体浮力大增,海浪低的地方船体浮力大减(浮力与排水量成正比)。这就造成了船整体的浮力不平衡,造成局部应力集中。一旦局部应力集中超过了钢结构的极限应力,船就破裂解体。

船体越大,船的结构设计难度越高。这就是世界最大船长不过500多米宽不过100米的原因,这已经是世界造船的长宽度的极限了。目前只有中国等一两个国家能建造长500米以上的大船。

11. 船舶计算流体力学

需要用数学,船舶工程专业主要课程有:数学、力学、船舶与海洋工程、理论力学、材料力学、流体力学、船舶结构力学、船舶静力学、船舶阻力、船舶推进、船体强度与结构设计、船体建造工艺、船体焊接、船舶设计原理等。发展前景非常好,需要好好学习,希望对你有所帮助。

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