JHD B辑目录2021年第33卷第6期

CONTENTS

REVIEW ARTICLE

A review on liquid sloshing hydrodynamics
Jin-hai Zheng, Mi-An Xue, Peng Dou, Yu-meng He(1089)

ARTICLES

Friction factor and heat transfer of nanofluid in the turbulent flow through a 90° bend
Pei-jie Zhang, Jian-zhong Lin, Xiao-ke Ku(1105)
Liutex identification on hairpin vortex structures in a channel based on msfle and moving-PIV
Xin-ran Tang, Xiang-rui Dong, Xiao-shu Cai, Wu Zhou(1119)
Nonlinear perturbation developments in flow around a vibrating cylinder
Jian Deng, Xuerui Mao(1129)
An experimental investigation of transient cavitation control on a hydrofoil using hemispherical vortex generators
Ebrahim Kadivar, Takaho Ochiai, Yuka Iga, Ould el Moctar(1139)
Wake flow and vortex structures behind emergent vegetation patches elongated in the longitudinal direction
Zi-jian Yu, Yu-qi Shan, Chao Liu, Xing-nian Liu(1148)
Hydraulic fluctuations during the pump power-off runaway transient process of a pump turbine with consideration of cavitation effects
Xiao-long Fu, De-you Li, Hong-jie Wang, Yong-guang Cheng, Xian-zhu Wei(1162)
Numerical simulation of gas-liquid two-phase flow impacting fixed structure by CLSVOF/IB method based on OpenFOAM
Wen-kang Meng, Ching-hao Yu, Jia Li, Rui-dong An(1176)
Integrated rainfall-runoff process with shallow water model by mass varied smoothed particle hydrodynamics: Infiltration effect implementation
Xiao-ming Fei, He-xiang Yan, Tao Tao, Kun-lun Xin, Shu-ping Li(1190)
Study of the formation and dynamic characteristics of the vortex in the pump sump by CFD and experiment
Xi-jie Song, Rao Yao, Liu Chao, Zheng-wei Wang(1202)
Numerical analysis of a ventilated supercavity under periodic motion of the cavitator
Yun-hua Jiang, Zhi-hui Zou, Jia Li, Yao Yao, Le-le Yang(1216)
Pressure fluctuation characteristics in the pressurization unit of a multiphase pump
Guang-tai Shi, Zong-ku Liu, Ye-xiang Xiao, Xue-lin Tang, Xiao-bing Liu(1230)
Oscillatory velocity in boundary layer over mobile sediment bed under asymmetric wave and current conditions
Xin Chen(1242)
Application of the generalized body-fixed coordinate system for the wave-body interaction problem of a small-depth elastic structure in head seas
Kyeonguk Heo, Masashi Kashiwagi(1255)
A tentative study of the transport of energy and other scalar quantities in forced turbulence driven by type volume forces
Wei Zhao, Guiren Wang(1271)
Flow characteristics of silicon oil in nanochannels
Yong Wang, Fu-quan Song, Kai Ji, Ye-heng Sun, Wei-yao Zhu, Xiao-hong Wang(1282)
Wave effects on the anti-liquefaction of the seabed around composite bucket foundation of offshore wind turbines
Li-hua Wang, Jin-feng Zhang, Run-bo Cai, Jing-yuan Li(1291)
Identification of pollution sources in river based on particle swarm optimization
Guang-han Zhang, Xiao-dong Liu, Si Wu, Zu-lin Hua, Li Zhao, Hong-qin Xue, Peng Wang(1303)
Editorial Message(1316)

近岛礁浮式结构物关键技术研究

本期栏目中,我们推荐中国船舶科学研究中心吴有生院士、大连理工大学宗智教授、湖南大学徐道临教授和江苏科技大学嵇春艳教授团队,在Journal of Hydrodynamics第33卷第1期和第5期(2021)发表的专栏“SPECIAL COLUMN ON THE PROGRESS IN THE VERIFICATION OF KEY TECHNOLOGIES FOR FLOATING STRUCTURES NEAR ISLANDS AND REEFS”。

SPECIAL COLUMN ON THE PROGRESS IN THE VERIFICATION OF KEY TECHNOLOGIES FOR FLOATING STRUCTURES NEAR ISLANDS AND REEFS-FIRST PART (GUEST EDITORS YOU-SHENG WU, JUN DING)
SPECIAL COLUMN ON THE PROGRESS IN THE VERIFICATION OF KEY TECHNOLOGIES FOR FLOATING STRUCTURES NEAR ISLANDS AND REEFS- SECOND PART (GUEST EDITORS YOU-SHENG WU, JUN DING)

设计一个超大型浮体,所依据的环境条件与载荷是影响其使用安全性的最关键的因素。合理地预估在“复杂多变”的波浪环境中“漂泊不定”的浮体结构所承受的载荷,进而评估结构安全状况,几乎是海洋装备科技界面临的“永恒挑战”。设计一座布设于岛礁海域复杂浅海环境中的浮体,进行其所受波浪载荷及结构安全性的评估,面临三个区别于开阔海域中海洋浮体的技术挑战:一是,复杂的海底地形及岛礁绕射效应使波浪的传播演化与开阔深水海域完全不同,必须针对具体的浮体布设地点,掌握在结构尺度范围内随位置而异的波高和浪向的统计特征;二是,超大型浮体运动响应和结构安全性的分析必须考虑浮体变形与水动力作用的耦合效应,而已有的针对开阔海域中各类航行或驻留浮式结构物的三维船舶水弹性力学理论和分析软件,对于来浪时空演化不均匀、水深及海底地形足以影响其受力与响应的近岛礁浮式结构物已不再适用;三是,超大型浮体往往由多个模块经连接器在海上组装,多模块系统引入了诸多涉及动力学响应与安全性的新技术挑战。

针对岛礁海域超大型浮体设计、建造和运行中的关键科学问题,从2013年开始,以中国船舶科学研究中心吴有生院士为首席科学家,联合大连理工大学、上海交通大学、湖南大学、江苏科技大学、大连船舶重工集团等十余个单位产学研深度融合和协同攻关,通过973计划项目“海洋超大型浮体复杂环境响应与结构安全性”(2013CB036100)解决了大型海上浮式结构物布设于岛礁海域所面临的不同于开阔海域的波浪荷载、动静力学等重大科学问题,并在工业和信息化部 “浮式保障平台工程”([2012]533 、[2016]22)项目中解决了近岛礁浮式结构物工程化应用所面临的一系列关键技术。

项目团队形成了岛礁海域复杂浅海地理环境中超大型浮体波激响应与结构安全性分析的相关理论和系列化分析、试验方法。为验证相关理论方法与预测模型,在多个波浪水池中开展了模拟岛礁海域地理环境的多模块浮体模型试验;并设计建造了一座双模块“科学试验平台” (“Scientific Research & Demonstration Platform, SRDP” ),于2019年8月,布放在中国南海某岛礁附近,进行长周期海上试验考核,为验证岛礁海域多模块浮体相关理论与设计方法提供了前所未有的丰富数据。本专栏收集了上述关于岛礁波浪时空分布不均匀性的演化机理、近岛礁浮式结构物水弹性力学、系泊系统、多模块柔性连接及浮式防波堤系统等方面的最新研究进展。

图1 南海科学试验平台
 
图2 水弹性响应对比结果
 
图3 连接器测点部位布置
 
图4 浮式防波堤

 

作者简介

吴有生,中国工程院院士,中国船舶科学研究中心名誉所长,深海技术科学太湖实验室主任,《Journal of Hydrodynamics》主编。长期投身于船舶水动力学与结构力学交叉领域研究,作为船舶与海洋工程装备领域的领军人物,吴有生院士始终心系南海的发展,融合国内优势力量形成国家队,在南海新型海洋装备技术领域取得显著成绩。先后获全国科技大会奖、军队科技进步一等奖、国防科技成果二等奖与部级科技成果二等奖等多项奖励,先后在国内外发表学术论文200余篇,主持与参加编写著作5部,培养博士、硕士研究生40余名。

宗智,大连理工大学教授。长期从事非线性波浪理论、高性能船舶、涡激振动、水下爆炸、船舶冰水动力学的研究。获省部级奖励七次,先后在国内外发表学术论文300余篇,攥写专著6部,获得授权发明专利20余项,主持设计两艘大型船舶。培养博士、硕士研究生100余名。担任《Journal of Applied Mathematics and Statistical Applications》、《Journal of Hydrodynamics》等国内外多个学术杂志的编委。

 

徐道临,教授,博士生导师,湖南大学深海装备技术研究中心主任,国家舰船维修技术专家组成员,自然科学基金委数理学部会评专家,国家科技部“十二五”863项目深海采矿扬矿系统海试专家组组长。目前主要研究方向为海洋工程相关的理论与关键技术。近5年,主持过国家863和973计划项目、自然科学基金、工信部高技术船舶项目、国防预研等项目。主要研究内容包括多模块海上浮动平台动力学响应及载荷特性、结构稳定性分析、浮式保障平台连接器设计技术、多模块浮动平台构型研究等。主要学术成果发表论文200余篇,SCI论文100余篇,引用2200余次,发明专利20余项,在舰船减振降噪领域撰写专著一部,一篇论文获国际IEEE大会最佳论文奖。

嵇春艳,国家杰出青年科学基金获得者,江苏科技大学副校长。长期从事船舶与海洋工程结构水动力及安全性评估方面的研究工作,在浮式防浪消波机理与技术研究方面取得了显著的创新成果,主持研制了我国南海首个浮式防波堤工程样机,并提出了新的消波方法。先后获江苏省和教育部科技进步一等奖各1项;发表SCI检索论文50余篇;授权发明专利20余项;出版学术专著2部;担任国际船舶与海洋结构大会委员等学术兼职。

JHD A辑目录2021年第36卷第6期

目 次

第三十二届全国水动力学研讨会(2021)精选论文专题

大会报告

近岛礁复杂波浪环境中浮体水弹性力学响应问题
吴有生, 丁军, 宗智,等(751)
 

分会场主题报告

专栏编辑 陈美平
 
基于多相LBM和Liutex方法的三维气泡聚合过程涡场分析
程鹏鑫, 张锦松, 黄潇立,等(765)
不同附体布置下的三体船波浪中运动数值模拟研究
刘健宇, 段文洋, 廖康平(772)
水下垂直发射出筒过程数值模拟研究
李卓越, 杜鹏, 汪超,等(781)
激光空泡诱导自由面水花动力学特性研究
王广航, 王傲, 王静竹,等(788)
射流卷气入水形成气泡群的实验与数值模拟研究
张伟, 陈晓明, 王宗龙,等(793)
不同流速下冰融化率的实验室探究
毕瀚文, 李一国, 罗浩恒,等(798)
 

学生优秀论文

专栏编辑 陈凤枝
 
气垫载荷在带裂缝冰面运动的水弹性响应
曾令东, 倪宝玉, 熊航,等(804)
海上风机基础高阶水动力荷载数值模拟研究
邓思佳, 宁德志, 林琳,等(811)
超高速气动增升船水气动力特性数值研究
纪世君, 倪其军, 石亚军,等(817)
重力对气液两相横射流的影响分析
温明瑾, 刘元清, 刘筠乔,等(824)
管道泵作透平飞逸过渡过程内流特性分析
张晨滢, 裴吉, 袁寿其,等(830)
用MPS-DEM法数值分析输运速度对立管混输特性的影响
潘宣景, 谢丰泽, 万德成(835)

学术活动及其他

Journal of Hydrodynamics 2021年第5期目次
(843)

人工智能技术在流体力学中的应用研讨会2021圆满落幕

昆明分会场

上海分会场

2021年12月4日至5日召开了人工智能技术在流体力学中的应用研讨会暨喷水推进技术研讨会。此次会议由水动力学研究与进展编委会、上海交通大学、中国科学院力学研究所、昆明理工大学冶金节能减排教育部工程研究中心和喷水推进技术重点实验室共同主办,鉴于疫情原因,采用线下两地(昆明、上海)+线上形式。会议邀请了包括共同主办单位以及浙江大学、中国科技大学、西安交通大学、西北工业大学、维多利亚大学(加拿大)及武汉理工大学等单位二十位专家做精彩报告。

近年来,随着人工智能的迅猛发展,利用人工智能的相关技术开展流体力学的研究,并应用于解决许多实际流动问题,日益成为继理论、实验及数值模拟后,开展流体力学问题研究的第四范式。而船舶行业涉及众多基础学科,尤其在流体力学、智能控制等方向联系紧密,同时喷水推进技术以其众多的优势引起船舶行业的广泛关注。为此特组织此次会议以促进人工智能技术和喷水推进技术的交流和发展。

为应对疫情,需要控制线下两地参会人员人数,故线下参会人员以报告人及相关领域的专家为主。昆明线下参会人员25人,上海线下参会人员40余人,而线上参会人数超过600人,同时在线人数最多可达300人。

会议结束之际,在昆明组织了一场论坛,专家们畅谈人工智能技术在流体力学中应用的未来,提出了以下发展方向:(1)人工智能与物理机理深度融合;(2)发展可以利用小数据实现机器学习的方法;(3)充分利用人工智能技术的优势,促进人工智能在工业领域更广范围内的应用;(4)关注无量纲参数、相似律等特征参数,增强人工智能技术的泛化能力。同时与会专家表示此次会议相当成功,有效地促进了人工智能及喷水推进技术的交流和发展,而多地线下+线上的会议模式也使得在疫情肆虐的形势下会议收效和影响力令人满意。今后这样的会议有必要定期召开,以促进人工智能在流体力学中的应用与发展。

 

JHD A辑目录2021年第36卷第5期

目  次

学术论文

基于刚体运动的蝶泳打腿动作水动力特性研究
杨进, 李天赠, 陈志涯,等(603)
不同迎流攻角下正多边形柱流致振动特性
卫昱含, 及春宁, 陈威霖(613)
基于高斯过程回归的机器学习方法在圆柱流致振动数值模拟中的应用
卫昱含, 及春宁(622)
转轮导流翼对混流式水轮机空化性能及转轮出口压力脉动的影响
梁武科, 刘云琦, 吴子娟,等(631)
粗颗粒浓度对固液两相流输送离心泵性能和磨损影响研究
赵睿杰, 李静, 赵有龙,等(640)
浑水环境盐水楔界面泥沙悬浮动力特性实验研究
尹小玲, 杨邦健, 卢陈,等(648)
冰盖前缘冰坝形成及演进过程的离散元-水动力学耦合分析
翟必垚, 张宝森, 刘璐,等(657)
小型漂流观测平台水动力特性数值模拟研究
陈祚琛, 王斌, 张金凤(668)
限制水域船-桨-舵一体舵力及脉动压力数值研究
冀楠, 杨春, 钱志鹏,等(677)
内外流对水平井管柱的作用力特性分析
周兰, 陈文康, 孙巧雷,等(686)
双曲孔结构抑制水翼泄漏涡及空化的数值研究
王飞, 张德胜, 黄亚冬(697)
基于Semi-resolved CFD-DEM的跨尺度颗粒流体两相耦合模型的研究
丁旺, 薛雷平(705)
球体与介质相对运动产生的流噪声仿真研究
李松, 李学智, 陈广智,等(717)
映秀湾电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究
赵啸怡, 刘小兵, 陈佳瑞,等(728)
液滴撞击覆有液膜平面的撞击力特性数值模拟研究
王文雷, 汪顺, 郭加宏(735)
龙落尾起始段掺气设施空腔回水特性研究
何佳, 吴建华, 徐建荣,等(743)

学术活动及其他

Journal of Hydrodynamics 2021年第4期目次
(749)