基于自航模的某海洋调查船回转性能数值研究

本文针对某海洋调查船在实船海试过程中出现回转横倾角过大问题,采用基于RANS方程的数值模拟技术结合自航模型对其回转性能进行数值模拟,获得了其回转性能预报结果,为了减小该船回转过程中的横倾角,对船底呆木开展改进设计,获得呆木改进设计方案后该船的回转性横倾。通过对比分析可知,改进方案有效降低了回转过程中的横倾角,避免了回转中横倾过大的问题,为该船的顺利交付提供了技术支撑。

大尺度自航模气层减阻试验研究

[目的]旨在研究气流量、航行倾角对船底凹槽内气层保持和节能效果的影响。[方法]以一艘肥大型散货船的较大尺度缩比模型为研究对象,通过设计气层减阻自航模系统和船底凹槽方案,开展开阔水域条件下自航模气层减阻试验,研究模型正浮状态下喷气减阻效果,以及模型一定纵倾角状态下对航速和轴功率的影响。[结果]结果表明:在主机转速一定时,喷气可以明显提高自航模的航速,停止喷气后,船底凹槽内的气体仍能维持较长时间;船体艉倾角为0°~0.25°时的气层减阻效果较好,较大艉倾角时气体从自航模艏部两侧溢出,气层无法对船底实现有效覆盖,减阻效果不佳。[结论]研究结果可对气层减阻技术在肥大型船舶上的工程应用提供一定参考。

“双减”背景下小学航模实践图书内容的设计

当前教育改革背景下减轻学生课业负担和促进教育公平非常紧迫。从创新型人才培养和航空航天实力发展的角度来看,航模教育对学生创新能力能够产生积极影响。从科学素养是航空航天活动必备素养来看,科学知识和技能对航空航天也起到积极重要作用。针对小学生不同年龄段身心发展特点,系统地设计航模实践图书是十分重要的,基于此,总结出航模图书开发的必要性和重要性,为教育公平和学生创新能力培养提供了理论支持。根据特点和需求设计出航模图书的结构和内容,再配合视频和配套器材,基本能够解决航模教育面临的困难。

基于重叠网格的潜艇自航模操纵运动数值模拟研究

针对潜艇机动状态非定常运动数值模拟方法提升的实际需求,本文采用基于重叠网格的方法对潜艇六自由度耦合运动及各操纵面的独立运动直接数值建模,并利用滑移网格技术直接模拟艇后螺旋桨的转动,进行潜艇水下自航模的数值模拟方法研究。通过开展潜艇自航模水下直航、水下回转、水平面Z形操舵、紧急倒车等典型工况的数值模拟,重点解决潜艇操纵状态下艇/桨/舵水动力耦合建模、自动舵的PD(proportional-derivative)数值控制实现等问题,建立基于重叠网格的潜艇自航模数值模拟技术途径。同时对潜艇操纵状态下艇体周围流动现象以及运动学与动力学参数时历变化过程进行分析,通过将典型运动参数数值模拟结果与水池物理模型试验结果进行对比,验证其工程预报实用性。研究结果可为潜艇操纵性和适航性预报与评估以及潜艇自航模模型试验技术完善提供技术支撑。

“双碳”目标下竹制航模技术探索

“双碳”目标是我国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求而作出的重大战略决策,为了实现“双碳”目标,需要国家、社会、个人各个层面从小到大做出具体性措施,作为高校学子,西北工业大学民航学院“航育”团队在田薇老师的带领下,结合学校三航特色及学生专业性技能,自主研发制作了一种新型环保型航模,团队取材于西北工业大学定点帮扶地区——广西壮族自治区“毛竹之乡”融水,利用当地丰富的毛竹资源,探讨了竹材料在各向的力学性能,并针对传统型航模的短板,制作出一种更环保更实惠的航模,与当地特色苗族文化进行交融,在乡村振兴战略下为“双碳”目标作出自己的贡献。

小学航模科技活动与学校科技特色协同发展的实践路径研究——以南宁市明天学校为例

本文研究了小学航模科技活动如何与学校科技教育相结合,通过协同机制促进两者的共同发展,为提高学校科技教育的质量和效果提供参考。本文分析了航模活动对学生科技素养和实践能力的提升作用、学校科技特色的构建与实施,探讨了小学航模科技活动与学校科技特色的协同机制实践路径与策略,并以南宁市明天学校为例,探索出建立和完善制度、推动馆校合作、推进科技活动融合、加强师资队伍建设、积极开展以航模为代表的科技活动等五个措施,有效推动航模科技活动与学校科技特色的协同发展,为提升学生的科学素养和实践能力提供有力支持。

潜艇水动力噪声的自航模试验技术研究

探讨了一种新型的潜艇流噪声与螺旋桨噪声的模型试验方法——自航模水动力噪声测试技术。该方法通过合理的试验方案设计及信号处理手段,在背景噪声相对较低的测试环境中,可得到具有时间通过特性的噪声信号,识别出流噪声与螺旋桨噪声。

浅海管线检测维修潜水器控制系统自航模试验

浅海海底管线检测维修潜水器是具有复杂动力特性和作业方式的特种载人潜水器,其作业需配备姿态及航行自动控制系统。为了保证其自动控制系统研制成功,研制了1∶8缩尺的自航模作为平台,将实际控制系统方案遵循相似性准则改造为自航模控制系统,包括校正与补偿回路、指令分配器、姿态控制回路、航行控制回路。在海洋工程水池模拟风浪流等海洋环境,进行各种情况下的控制试验,对实现的控制律加以验证和改进,这些改进又按照相似性准则反映到实际控制系统方案的修正中。控制系统的设计方案由此得到全面验证和改善。

潜艇遥控自航模螺旋桨噪声测量分析方法

本文在文献[1]的基础上提出了一种新的潜艇模型螺旋桨的噪声测量方法 ,文中较为详细地表述了基于短时傅立叶变换技术应用潜艇遥控自航模进行螺旋桨噪声的测量分离过程。作为实验的第一步 ,文中还给出了潜艇遥控自航模航行时的噪声测量结果 ,螺旋桨噪声的分离工作将在下一步完成。

航模动力及飞行环境无线实时监测系统设计

介绍一种航模动力及飞行环境无线实时监测系统以及该系统的组成、硬件设计、通信协议、软件设计及系统的应用.测试结果表明,该系统具有测试精度高、可靠性好、操作和维护方便等特点,可用于航模等小型飞行器的生产、科研、试飞及教学过程等.

新概念穿梭艇自航模操控系统试验研究

自航模试验是研究船舶性能的有效手段。针对新概念穿梭艇,设计一种自航模操控系统。该系统包括岸上操控系统和船载自航控制系统2部分,利用无线局域网完成岸上操控系统与船载自航控制系统之间的通信;执行机构配备传感器获取反馈数据,驱动器采用成熟的可编程元件;使用Python语言编写下位机和上位机软件。将系统成功应用于新概念穿梭艇的自航模试验中,试验表明所设计的自航模操控系统可以减小开发工作量,操作方便,可扩展性和可移植性强,能够反映新概念穿梭艇的操纵性能。最后经与船模拖曳水池试验结果进行对比,证明所设计系统应用于自航模试验时能够有效获取可靠数据。

潜艇自航模控制系统设计

为满足自航模操纵性试验的需要,设计了潜艇自航模控制系统的结构,建立了基于TCP/IP的网络通信协议,为保障自航模操纵性实验的安全性,设计了应急处理流程,通过对自航模定深控制过程的分析,完成了升降舵模糊控制器的设计。基于实现的自航模控制系统在操纵性实验中表现良好,对于类似系统的设计与实现具有一定借鉴意义。

水声式自航模运动轨迹实时测量系统

该系统是一种将水声技术和计算机技术相结合的实时测绘系统 ,主要用于水面和水下自航模型的水平面运动轨迹测量 。

潜艇自航模系统可靠性优化设计

针对潜艇自航模系统可靠性设计问题,提出了有针对性的可靠性优化设计方法;在构建矩阵式任务剖面的基础上,应用多阶段任务系统可靠性建模理论建立系统可靠性模型并开展预计;根据FMEA分析结果提出技术改进措施,以体积、重量、成本为约束构建可靠性冗余优化模型并利用微粒群算法求解。案例证明了该优化设计的有效性及可行性。

船舶操纵性自航模试验不确定度分析

船舶操纵性自航模试验是评估船舶操纵性能的重要技术手段,试验的不确定度是检验模型试验结果的重要标尺,是模型试验数据分析的一部分。国际上尚未形成完整的操纵性自航模试验不确定分析方法。论文以ITTC推荐的操纵性自航模试验不确定度分析导则为基础,采用ISO-GUM方法构建操纵性自航模试验不确定度分析方法,并以一艘集装箱船为研究对象,给出了操纵性自航模试验的不确定度水平,包括回转试验和Z形试验。

水下自航模型无线长波遥控系统

为开展水下自航模型空间运动操纵试验研究 ,研制了一套水下自航模型无线长波遥控系统。该系统克服了以往采用水声方式操纵实时性较差和短波无线遥控需拖一浮球的缺点 ,应用短波遥控技术 ,在短波通道中插入一段长波通道以完成信号的水下传输。本文介绍了整套系统的工作原理。

潜艇自航模操纵性试验的模型设计

针对潜艇自航模实际加工过程中系统设备布置问题,设计一种用于复杂结构体重量重心及转动惯量测量装置,解决潜艇自航模内部构件的测量问题;运用Isight数据优化软件对自航模内部构件的布局进行优化,为自航模内部构件的装配提供较为准确的布局形式;同时对自航模内部自调装置进行相应的设计,消除工装误差的影响,使自航模重心位置、转动惯量更加准确,使自航模操纵性试验能够更加准确地反应实艇的操纵性能。

某工程船在不规则波中的操纵性自航模试验研究

为研究某小型工程船在不规则波中的操纵性能 ,对该船进行了静水和不规则波中的操纵性自航模对比性试验。依据试验所获取的大量数据 ,得到了随机波浪对船舶操纵性影响的规律 ,为进一步开展不规则波中操纵性理论预报提供了可借鉴的资料。

基于遗传算法的潜艇自航模水声定位系统定位站布置研究

根据自航模试验中水声定位系统遇到的具体问题,抽象出了三种优化模型,并且提出了衡量特定阵型定位精度的目标函数,编制了适用于该优化模型的遗传算法程序,通过优化模型Ⅰ验证了该程序的正确性。此后,利用该程序分别计算出了模型Ⅱ、Ⅲ定位站最佳布置位置,得出水下布防2个水听器形成十字阵为最佳布阵型式这一结论,总结出新的布阵方法,即在岸边先选取距离尽量远的两个点布防水听器,之后在两点连线的中垂线附近布防两个水下水听器,具体位置可以通过遗传算法算出。

“海底管线检修潜水器”管线位置信息重构及其自航模试验

海底管线检修潜水器主要依靠管线探测系统给出的管线位置信息完成水下自动跟踪巡线、定位和作业。针对管线探测系统信息不佳甚至丢失问题 ,建立了基于扩展卡尔曼滤波的信息重构算法 ,通过对来自管线探测系统、惯导和GPS系统以及管线位置历史数据库的信息进行融合 ,不仅提高了管线位置信息的稳定性 ,而且可以在管线探测系统信息丢失的情况下短时间内重构管线位置信息 ,供自动控制系统使用。运用该算法进行了计算机仿真和自航模试验 。