船體阻力計算中網格劃分方法研究

A. 計算網格的布置及參數選取

考慮到采空區上覆岩層岩性厚度和煤層厚度、埋藏條件不一，地形、開采深度變化大，本次研究採用全區均勻布點的計算方法。計算點位置即50m×50m網格的節點，共計347個(圖3.17)。

每個點逐一計算。計算所需參數包括:煤層開采厚度M、煤層傾角α、煤層開采深度H、充分采動角(下邊界充分采動角ψ₁、上邊界充分采動角ψ₂、走向充分采動角ψ₃)，最大下沉角θ，邊界角(走向邊界角δ₀、下山邊界角β₀、上山邊界角γ₀)。

(1)二₁煤層開采厚度的確定

采空區開采厚度依據已有鑽孔資料中二₁煤厚度，利用地質統計學中的克里金(Kring)法進行空間插值。在煤厚大於2m的地點，采厚按照實際煤厚計算，煤厚小於2m的地點采厚按2m取值，插值的結果如圖3.18所示。

圖3.17 計算網格節點分布圖

圖3.18 二₁煤層上部山西組(P₁sh)厚度h等值線圖(單位:m)

(2)二₁煤層傾角的確定

在采空區范圍內二₁煤層傾角並不相同。為了確定各計算點的α值，本次研究根據鄭州市礦務局提供的二₁煤底板等高線圖，採用MapGIS軟體將其數字化，並用DEM分析模塊確定傾角的平面分布，以選取各計算點的α值。

(3)開采深度H的確定

開采深度H主要利用地表高程Z₁、二₁煤層底板高程Z₂、二₁煤層開采厚度M，用下面公式計算:

煤礦山地質環境問題一體化治理研究

其中地面高程利用該區數字化地形圖，用MapGIS的DEM分析模塊在具有高程屬性的等高線上自動提取離散的高程點，再經過克里金法插值轉化為規則網數據，生成地表grid模型;二₁煤底板高程採用上面同樣的方法，生成二₁煤底板高程grid模型;二₁煤采厚用前述(圖3.14)計算值，計算過程同上;將相應的grid模型用式(3.8)計算，則得出各計算點二₁煤層開采深度H(圖3.19)。

圖3.19 二₁煤層開采深度等值線圖(單位:m)

(4)下沉系數q的確定

本次研究中，下沉系數q的確定方法為:利用已有鑽孔資料，分別計算二₁煤層之上各時代地層的綜合評價指標S_j和厚度h_j，其中S_j按下式計算:

煤礦山地質環境問題一體化治理研究

式中:S_j為覆岩的綜合評價指標;h_ji為j時代地層中不同岩性層i的厚度;Q_ji為j時代地層中不同岩性層i的綜合評價指標。

由於二₁煤層采區地表出露的地層主要為下石盒子組(P₁x)或第四系(Q)，第四系蓋層厚度的分布不均且不能用區域厚度替代，所以，在具體計算時，分別用克里金插值法得出山西組和下石盒子組的厚度並用采深反推Q的厚度，計算相應的S_j(圖3.20)和h_j(圖3.18)，再利用計算點的采深、分別計算覆岩綜合評價指標P和q。P和q的計算詳見3.3.1。

圖3.20 二₁煤層上部山西組(P₁sh)岩性綜合評價指標參數S等值線圖

(5)角量參數

由於紅旗礦沒有地表變形監測資料，本次研究參照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》所提供的河南省焦作、鶴壁、平頂山、義馬等煤礦區的角量參數(見表3.3)。

(6)充分采動系數n₁、n₂

n₁、n₂為沿傾向和走向的充分采動程度系數，其值可按下式(鄒友峰等，2003)進行計算:

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式中:D₀₁、D₀₂分別為地表達到充分采動時采空區沿傾向和沿走向的臨界長度;D₁、D₂分別為計算點沿傾向和走向距采空邊界最短距離的2倍。當L₁、L₂分別為預計點沿傾向和走向距采空邊界的距離時，D₁=2L₁，D₂=2L₂。當n₁、n₂同時大於或等於1時，則采空區內該點達到充分采動狀態，計算時對應n₁、n₂同時取值為1。

當開采深度H、最大下沉角θ、下邊界充分采動角ψ₁、上邊界充分采動角ψ₂和走向充分采動角ψ₃已知時，采空區臨界長度的值應為(鄒友峰等，2003):

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研究區內地質條件較簡單，無大的地質構造，上覆岩層分布較均勻，因此在進行計算評價時，下邊界充分采動角ψ₁、上邊界充分采動角ψ₂、走向充分采動角ψ₃、最大下沉角θ都取一個平均值。但是由於研究區地形復雜，地形條件變化大，因此采深變化較大，在計算時必須按提取的各點采深進行計算，研究區內煤層為緩傾斜煤層，煤層傾角變化不大，但在具體計算時也是按照提取的各點的傾角進行計算。將表3.3的參數帶入上式中，可得

煤礦山地質環境問題一體化治理研究

由於研究區內煤層為緩傾斜煤層，煤層傾角變化不大，為2°～10°，平均6.9°，因此:

D₀₁=0.751H～0.757H

D₀₂=0.824H

當D₁達到(0.751～0.757)H，即采空區某一點沿傾向距采空邊界的距離L₁達到或大於(0.376～0.379)H，同時D₂達到0.824H，即該點沿走向距采空區邊界的距離L₂達到0.412H時，則該點達到充分采動狀態。

采空區內，煤層采深H整體的變化呈自東南向西北逐漸增大的趨勢。采空區的東南部，采深為100～180m，西北部則增大到150～250m。因此，采空區東南部的點，當沿傾向距邊界的距離L₁達到37.6～68.2m，同時沿走向距邊界的距離達到41.2～74.1m時，n₁、n₂同時大於或等於1，該點可達到充分采動狀態，計算時，n₁、n₂取值為1。而在西北部的點，當沿傾向距邊界的距離L₁達到56.4～94m，同時沿走向距邊界的距離達到61.8～103m時，n₁、n₂同時大於或等於1，該點可達到充分采動狀態，計算時，n₁、n₂取值為1。

具體計算時，應按照提取各點的各自的采深H和傾角，計算出各點各自的臨界長度D₀₁、D₀₂，再根據采空區分布圖，可得出各預計計算點距采空邊界的距離L₁、L₂，即可得出各預計計算點的D₁、D₂，再由式(3.10)可計算出各點n₁、n₂。當預計計算點計算出的傾向和走向充分采動程度系數n₁、n₂大於1時，該點可達到充分采動狀態，計算時對應的值取1。

B. 水的阻力系數c大概多少船在水中行駛速度高低如何劃分

1. 船的阻力與船速
功率P=FV,F為空氣和水等對船的阻力,V為船速.而阻力又與速度有關,因此不知道速度也就不知道功率P.注:F=KV^n(K為一定值,n 為多少我也不清楚,但由此可知,當速度極小時,功率趨向於0.

2. 船舶阻力答案
高速航行時水上部分船體阻力最大。

這個問題我猜你應該問的是水上部分和水下部分那個阻力最大，根據我的推斷應該是水上部分，也就是空氣對船體的阻力。因為高速航行時由於水的浮力和船體對水的升力。船體明顯會抬出水面不少，加上船體對水的沖擊力，船體前的水會自然形成分流效應。這時水下部分的阻力就會明顯減少。水面部分的面積增大阻力也自然增大

3. 船在水中運動速度和阻力關系
來自水流時的動能此迅和劃船的反作用力

4. 船的阻力與船速的關系
只要航向與風不平行，就可以在某個角度上航速快過風速。

原理么，勾股定理。==================== 補充： 風作用在風帆上由於氣流流速不同產生壓力差，是個流體力學問題，作用力大小與風和帆的相對速度正相關，當船航向與風平行的時候，假設沒有空氣阻力與海水的阻力，那當船速與風速相同的時候，風帆就不產生推力了，也就無法繼續加速，由於存在各種阻力在現實中，順風開是無法超過風速的，所以開帆船的目標是保持風帆與風相對風速。所以為了保證持續動力，帆船會採用逆風「Z」形折返前進，這時候帆船的速度能有多快只與船身的阻力相關了。
5. 船的阻力與速度關系
船舶螺旋槳轉速大小和行駛速度有一定關系，但是不是定量的，由於水的特性各型船用螺旋槳都有自己的最佳轉速，而螺旋槳和船速則是體現在最大轉速下的推水量和推水速度和阻力關繫上，可以說轉速快不一定速度快，但是時速超過30節的肯定是速度快轉速肯定快，由於水是不可壓縮的所以高轉速下水會形成空泡和真空區導致動力浪費，因此各個航速和轉速的螺旋槳都有不同的設計

6. 船舶的阻力有哪些
你的意思是計算船舶的摩擦阻力。

1. 船的排水量是多少？缺這個條件算不出來。除非根據經驗估算空船重量，加上2000t得到一個估算值的排水量。

2. 然後先求船體濕隱信面積，需要知道總排水量，求的方形系數，按照經驗公式求出濕面積；

3. 計算雷諾數；3. 根據平板摩擦阻力公式計算或者查表求摩擦阻力系數Cf4. 取粗糙度補貼系數5. 根據船體摩擦阻力計算公式計算得出結果。

7. 船的阻力與船速有關嗎
請問，你怎麼對前後兩個「船速」，特別是後者，是如何定義灶扒輪的？如果後者是「船相對於水的速度」，那就沒問題。如果是「船在靜水中的速度」，那就不好說了。但是，簡化假設：

1.船的輸出功率恆定，且「速度」均為平衡時的「速度」。

2.船在水中受到的阻力僅與船和水的相對運動有關。那麼，可以得出前面結論……

8. 船舶的總阻力與航速
常規航速船舶的球鼻首的興波與主船體的首橫波形成有利干擾，使得興波阻力得以減少。成功設計的球鼻首能使船舶總阻力減少10－15％。 對於航速較低的肥大船，減阻激勵並不是因為球鼻首造成有利波系干擾的緣故，而是由於加裝了球鼻首後，使得首部水線的坡度有明顯減小，以致船首波的陡直程度有所減小，波浪的破碎隨之減小，從而使破波阻力下降。

9. 船的阻力系數
載重不同、航速不同，阻力不同！

可由 P=FV 進行計算

得出水流對船的最大阻力 f=P最大/V最大

阻力系數應和阻力相關，阻力又和船速相關——f

即阻力系數也是變化

C. cae如何確定網格的尺寸

在CAE（計算機輔助工程）中，網格尺寸的確定通常需要考慮多個因素，如模型的幾何形狀、分析要求、計算精度等。下面是一些常用的方法和原則：

根據幾何形狀確定：網格尺寸通常應該與幾何形狀相匹配，以保證計算精度和准確性。具體來說，可以根據模型的特點和早明桐細節，確定局部尺寸和全局尺寸，並結陸坦合劃分方式進行劃分。

根據分析要求確定：不同的分析要求可能需要不同的網格尺寸來滿足，如流體動力學分析、熱傳遞分析、應力分析等。在選擇網格尺寸時，應該根據實際情況進行調整，並通過敏感性分析來檢驗結果的可靠性。

根據計算精度確定：網格尺寸的大小直接影響計算精度和計算時間。如果槐轎網格尺寸過小，會導致計算量大、耗時長，而如果網格尺寸過大，則可能會影響計算精度和模擬效果。因此，在確定網格尺寸時需要權衡計算精度和計算效率兩方面的因素。

D. 如何對負泊松比結構劃分網格

對於負泊松比結構的鬧緩者網格劃分，可以採用以下方法：
1、選擇合適的網格劃分液薯軟體：選擇一款適哪談合負泊松比結構的網格劃分軟體。
2、確定網格劃分方案。
3、進行網格劃分。
4、進行網格質量檢查和修正。
5、導入到計算軟體中進行計算。

E. ANSYS FLUENT船體阻力計算

1、 建立幾何模型，可以用 ProE 之類的，簡單的可以用 Gambit 或 ICEMCFD 直接畫。 2、 用 Gambit 或悶閉 ICEM CFD 等軟體劃分網格。 3、 導入網格，設定求解的模型，層流還是湍流。 4 、設置流體物性。 5 、設定螞梁裂邊界條件、環境壓力等參數。 6、 設置各方程的離散格式及求解的方法。 7、 設置需要監視的參數和殘差。 8、 開始計算。 9 、檢查結果是否收斂。需要使用高階離散格式的話渣伍，修改後再迭代。 10 、後處理，輸出結果進行分析。

F. 有限元分析為什麼要進行網格劃分

由於結構離散後的網格質量直接影響到求解時間及求解結果的正確性與否，各軟體開發商都加大了其在網格處理方面的投入，使網格生成的質量和效率都有了很大的提高。

對於四面體單元，如果不使用中間節點，在很多問題中將會產生不正確的結果，如果使用中間節點將會引起求解時間、收斂速度等方面的一系列問題，因此人們迫切的希望自動六面體網格功能的出現。

自適應性網格劃分是指在現有網格基礎上，根據有限元計算結果估計計算誤差、重新劃分網格和再計算的一個循環過程。

對於許多工程實際問題，在整個求解過程中，模型的某些區域冊鋒將會產生很大的應變，引起單元畸變，從而導致求解不能進行下去或求解結果不正確，因此必須進行網格自動重劃分。

(6)船體阻力計算中網格劃分方法研究擴展閱讀

應扒派用領域：

有限元數值模擬技術是提升產品質量、縮短設計周期、提高產品競爭力的一項有效手段，所以，隨著計算機技術和計算方法的發展，有限元法在工程設計和科研領域得到了越來越廣泛的重視和應用，已經成為解決復雜工程分析計算問題的有效途徑。

從汽車到太空梭幾乎所有的設計製造都已離不開有限元分析計算，其在機械製造、材料加工、航空航天、汽車、土木建築、電子電器、春姿賀國防軍工、船舶、鐵道、石化、能源和科學研究等各個領域的廣泛使用已使設計水平發生了質的飛躍。

G. 船舶在水中航行主要阻力

海船的航行阻力主要是水流阻力與興波阻力，而內河船舶的航行阻力則主要由水流阻力與坡降阻力構成。

船舶航行阻力是指船舶航行時，作用於船體上阻止船舶運動的力，包括空氣團薯阻力和水阻力。內河船舶航行阻力計算對於灘險整治規劃、船舶設計與製造均具有重要的實際應用價值。但航行於山區航道的內河船舶與海船的航行條件存在巨大差異。

船舶航行阻力是指船舶航行時，作用於船體上阻止船舶運動的力。包括空氣阻力和水阻力。在一般民用船舶中，空氣阻力僅為總阻力的2%~4%。水阻力包括兩部分，一是突出於船體以外的舵、軸和批龍骨等所受的附加阻力；二是嘩或殲船體本身所受的阻力即裸體阻力。附加阻力一般僅占總阻力的3%~10%。

船舶航行阻力構成

內河船舶航行阻力計算對於灘險整治規劃、船舶設計與製造均具有重要的實際應用價值。但航行於山區航道的內河船舶與海船的航行條件存在巨大差異。在我國，內河船舶水流阻力通常以茲萬科夫公式為基礎進行計算，已有不少研究成果，而坡降阻力計算是一個純力學問題，求解較簡單。

在此基礎上，考慮灘險特性，在各種流速～比降組合情況下進行航行阻力與船舶推力的受力平衡，即可計算得到通航水力指標。作為航道水流條件標準的水力指標，在部分重要的內亂沖河航道上已較明確，而其他更多的內河航道卻沒有明確標准。

H. 船舶在航行過程中所受到的阻力有哪些

船舶在航行過程中孝薯所受到的阻力有空氣阻力和水的阻力。

船舶航行時所受到的流體對航行的抵抗螞派力是由流體（水和空氣）對船體的作用合力投影於下與航行方向相反方向上的分量。按不同的分類方法，可劃分為多種成分，如摩擦阻力、壓阻力、附體阻力、空氣阻力、破波阻力、粘性阻力、粘壓阻力、剩餘阻力以及波型阻力等。

船舶阻力包括水阻力和空氣阻力。由於水的密度比空氣大800多倍，所以船舶在海上航行時，主要考慮船體水阻力。

進一步把水阻力分成船體在靜水中航行時的靜水阻力和波限中的阻力增加值（亦稱為洶濤阻力）兩部分。靜水阻力通常分成裸船體阻力和附體阻力兩悶慎賀部分。

所謂附體阻力是指突出於裸船體之外的附屬體如舵、舭龍骨、軸支架等所增加的阻力值。根據這種處理力法，船舶在水中航行時所受到的阻力通常分為兩大部分：一是裸船體在靜水中所受到的裸船體阻力，另一部分是附加阻力，包括空氣阻力、洶濤阻力和附體陽力。