复合材料螺旋桨非定常流固耦合特性数值分析

针对船用复合材料螺旋桨在非均匀流中的水弹性问题,采用雷诺平均纳维-斯托克斯方法(RANS)和有限元方法(FEM)分别求解螺旋桨流场和结构场,并结合滑移网格和动网格技术,建立了船用复合材料螺旋桨双向瞬态流固耦合计算方法.以DTMB4381桨为对象,采用ANSYS ACP构建复合材料桨有限元模型,计算了正交各向异性碳纤维复合材料(CFP)桨在均匀流场和非均匀流场中的水动力性能和结构响应.研究表明:CFP桨的流固耦合效应较小,在均匀流中具有与刚性桨基本相当的水动力性能;CFP桨在非均匀流中桨叶结构响应(位移、速度和加速度)在高伴流区域、叶梢和导边区域较大,变化也更为剧烈.     

串列式吊舱推进器操舵工况水动力试验研究

利用船模拖曳水池及自行开发的吊舱推进器测量系统,对双桨串列式吊舱推进器在直航及操舵工况下的水动力性能进行了模型试验研究.在进速系数为0~1.08,舵角为0~90°范围内测量了前后桨的推力和扭矩,以及吊舱单元(包括舱体及前后桨)整体推力、侧向力和转舵力矩.结果表明:前桨受吊舱舱体及后桨的影响较小,后桨则受前桨及舱体的影响较大;吊舱推进器推力随舵角的增加而减小,侧向力及转舵力矩随舵角的增加而增加.     

复合固相碳源材料强化生物绳脱氮效果

总氮超标的微污染水体中有机碳源较少,投加外部碳源可促进反硝化脱氮,固体碳源因能克服传统碳源缺点而备受关注.以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源,以聚乙烯醇和海藻酸钠作为骨架载体,利用交联法制备2种复合固相碳源PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ,并研究释碳特性及强化生物绳脱氮效果.结果表明, 28 d内两种固相碳源持续释碳且未达到释碳平衡,最高释碳量分别达6.3和8.7 mg/g (以溶解性有机碳计);三维荧光结果显示释放碳源以微生物易降解的可溶性微生物代谢产物和芳香蛋白类物质为主;与不投加碳源的生物绳(生物量200 ng/g,以三磷酸腺苷计)相比, 2种固相碳源均显著增加了生物绳挂膜生物量(PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ的生物量分别为400～600和300～500 ng/g,以三磷酸腺苷计); 2种固相碳源均显著增强了反硝化作用,对照组未脱氮, 2种固相碳源脱氮率达80.4%和75.0%.