船舶上层建筑有限元动力计算模型研究

本文以３５０００吨浅吃水型散货船为计算实例，建立各种型式的上层建筑有限元动力计算模型，并对此进行了动力计算分析，探讨了不同型式有限元动力模型之间的优缺点，研究了上层建筑和船体之间的耦合影响及其稳态强迫响应。

船舶-自升式海洋平台碰撞相似率研究

海洋平台作为海洋能源勘探开发的主要组成部分,是海洋油气探井、钻井、开采的主要作业基地,船舶碰撞致使平台结构损伤破坏一直是威胁海洋平台安全的主要因素之一,开展海洋平台碰撞性能研究,揭示平台结构在碰撞过程中的损伤变形机理,对提升平台安全性具有重要意义。评估平台结构耐撞性能最可靠的方法是实船碰撞试验,然而因其耗资巨大而不易开展。按一定相似关系进行比例模型试验成为现实条件下的首选。基于相似第二定理,运用量纲分析法推导船舶-自升式海洋平台碰撞过程中各物理量的相似关系,为平台碰撞模型试验的开展及试验参数的确定提供重要依据;结合有限元仿真技术,以平台典型的T型和K型管节点为研究对象,建立不同缩尺比下的简化碰撞模型,比较验证相似理论的可靠性;研究结果表明,缩尺模型在碰撞冲击载荷下的结构损伤变形、碰撞力和能量吸收等动态响应与实尺度模型结果一致性较好。研究成果可以为大型平台结构碰撞模型试验设计提供技术支撑。

面向对象的船舶电力系统数字仿真研究

本文提出的面向对象的船舶电力系统数字仿真技术采用了分层结构和模块化设计,其中,分层结构在减少建模工作量的同时极大地提高了仿真的效率,而模块化设计则增强了仿真的灵活性和扩展性。因此,该技术在船舶电力系统数字仿真领域中具有较高的实用价值和广阔的应用前景。

液货舱透气系统设计与计算方法研究

针对 IMO通函以及 ISO标准的新要求 ,本文从船东、船厂和船舶设计院所应履行职责的角度 ,对新建油船和化学品船透气系统的设计与计算方法进行研究 。

演示验证平台铰接连接器刚度优化设计

连接器是多模块浮动平台的关键部件之一。合理的连接器刚度配比有助于提高平台的安全性和稳定性。本文采用一种优化方法对南海部署的两模块半潜式浮动平台铰接连接器开展刚度配比优化研究。考虑连接器载荷、模块运动响应等评价指标,通过线性加权和法构建评估函数,并运用遗传算法优化计算了不同赋权方案下连接器刚度配比。根据不同工程需要,针对演示验证平台连接器建议采用两种刚度配比方案。在设计阶段,通过采用有限元方法对演示验证平台铰接连接器开展结构刚度分析,进一步验证了基于最优刚度配比方案设计的铰接连接器刚度设计的合理性。

矩形阵列浮动平台柔性连接器刚度配比优化研究

模块化拼装的超大型浮动平台形成一个刚柔流耦合的多振子网络系统。柔性连接器是多模块浮动平台最重要的部件之一,合适的连接器刚度配比有助于提升系统的安全性和稳定性。本文基于线性波浪理论和动力学相关理论构建矩形阵列浮动平台的动力学模型,采用线性加权和法和遗传算法对3种典型排列下的矩形阵列浮动平台连接器各向刚度配比展开优化分析,通过改变优化指标的权重和模块间相对位移约束条件获取了一系列连接器最优刚度配比结果,得出了矩形阵列浮动平台连接器刚度配比设计的一般性规律和两向布置的连接器之间载荷的耦合关系,可为多向布局浮动平台连接器刚度配比设计提供指导。

自主航行避碰决策技术研究综述

航运业是全球贸易和经济发展的基础。通过船舶,国际贸易得以实现,各国的经济联系更加紧密,互相依存度增加。近年来,随着航运业规模的扩大和技术的不断进步,对船舶数量和吨位的需求量大幅度增加,对船舶种类的需求日趋多样化,同时也使得通航密度不断地提高,操纵难度也跟着进一步加大,这也就需要船舶逐渐向大型化、数字化、智能化、绿色化方向转型。

全电力推进船舶电力系统的数字仿真

随着新技术、新设备的广泛应用,由于全电力推进的船舶电力系统与陆地电力系统的差别,需要对全电力推进的船舶电力系统进行建模与数字仿真。本文研究了采用全电力推进的船舶电力系统的数学模型,并利用Matlab初步实现了该系统的数字仿真。仿真采用了分层结构和模块化设计,具有进行船舶电力系统的稳态、动态仿真以及交流系统谐波分布计算的功能,算例证明了该仿真模型和方法的正确性。

高效低频消波俘能非线性防波结构

时刻存在的海洋波浪侵扰严重影响海洋工程装备的安全运行和服役性能,而海洋波浪能又是具有诸多优点的绿色可再生能源。如何通过混合消波-俘能结构减小波浪载荷的同时利用海洋能源是海洋工程领域的基础科学问题。传统消波-俘能结构尤其是深远海浮式结构存在低频消波俘能难的技术瓶颈。基于减小系统等效动刚度思想,提出非线性混合消波-俘能结构,并开展消波俘能特性研究。设计了一种连杆拉簧负刚度机构并应用于混合消波-俘能结构。为了求解非线性混合消波-俘能结构的波浪-结构物流固耦合问题,提出了混合特征值匹配法和谐波平衡法的半解析非线性频域求解方法。研究了机构关键参数对消波俘能性能的影响,揭示了负刚度机构提高低频消波俘能性能的“相位控制”机理。

船艉整流鳍在实船上的应用与研究

本文对某灵便型散货船的后体船形及其伴流分布作了分析研究 ,证实了该船在实船航行时因伴流峰值过大 ,分布欠佳且尾流场异常而引起螺旋桨转速不稳定及产生艉部剧烈振动。为了降低伴流峰值 ,改善其分布及艉部流场 ,在船体线型无法改动的情况下 ,设计加装了艉整流鳍 ,取得了十分明显的效果。再次证明了采用艉整流鳍是一个简便。

考虑应变率影响的圆管结构冲击试验缩尺修正方法研究

评估结构耐撞性能最可靠的方法是实尺度碰撞试验,然而对于大尺度结构物的碰撞试验,因其耗资巨大而不易开展,适当开展比例模型试验可以为简化解析算法及数值仿真计算提供验证依据,也可在一定程度上评估结构的耐撞性能。但是在进行碰撞模型试验时,材料应变率的敏感性会使得缩尺模型的动态响应与实尺度结构结果出现偏差,模型试验得到的数据与实际结构的动响应不完全遵循相似关系,这就限制了相似理论在大型结构物冲击问题上的应用。本文给出了一种通过改变冲击质量来修正应变率效应的方法,不同于传统量纲分析法中选取时间、质量和长度为基本量纲,而是以冲击质量、初始冲击速度和动态应力代替,得到计及应变率效应的质量相似关系。以此为基础,将该修正方法应用于船舶-自升式海洋平台的碰撞分析中。研究结果表明,该修正方法可以有效降低由于应变率效应而造成的缩尺误差,修正后的缩尺模型在碰撞冲击载荷下的位移、碰撞力和撞击时间等动态响应参数与实尺度模型结果的一致性更好。本文研究成果可以为大型结构物冲击模型试验设计提供技术支撑。

竖轴变攻角潮流发电水轮机性能预报流管模型研究

为寻求一种快速可靠地预报竖轴变攻角直叶片潮流/河流水轮机性能的方法,给出了计算变攻角直叶水轮机水动力性能的单盘面—单流管(SDST)、双盘面—单流管(DDST)、单盘面—多流管(SDMT)和双盘面—多流管(DDMT)模型公式以及叶片转动效应的修正方法.计算和试验比较表明:低速比情况下,这4种修正的流管模型均可有效预报变攻角水轮机的能量系数;在水轮机正常工作的较高速比情况下,单盘面模型误差大,而双盘面模型与试验吻合良好,DDMT模型具有预报水轮机性能和叶片受力的优势,适合于快速进行变攻角水轮机的水动力优化设计和结构分析.

船舶减摇技术现状及发展趋势

传统的船舶减摇装置包括减摇鳍、减摇水舱、舵减摇、减摇陀螺、减摇重块等,本文介绍了这些传统的减摇装置的发展现状及近年来出现的新型减摇装置,包括零航速减摇鳍、舵鳍联合减摇、舱鳍联合减摇、Magnus效应回转轴减摇、减纵摇、船舶姿态控制系统等,并对未来的新型减摇装置进行了预测。

基于模型结构树的船内构件管理的研究

本文针对目前船舶舱容管理信息系统中,舱内构件线性管理模式存在的缺陷,提出利用模型结构树的管理模式,以提高数据管理的效率。通过对模型结构树两种存储方式即关系数据库和XML方法的比较,指出利用XML来存储和表示结构树可大大提高存储效率和程序开发效率,从而实现对船内构件的有效管理。

管理信息系统安全性本体建模和验证研究

目前管理信息系统虽然提高了企业管理效率,但是对安全管理仍缺少有力的支持,缺乏对企业信息系统安全生产管理的能力验证。文章鉴于企业安全管理和本体建模所共同要求的标准性和通用性,以船舶修造企业为示范领域遴选出安全管理领域的权威标准;依据其并采用“七步法”进行本体建模,抽取概念和关联,建立包含面向领域知识的公理集;最后对船舶修造企业信息系统的安全基础管理能力进行了验证,结果表明文章提出的方法可以对企业管理信息系统进行安全性能力验证,可以完善和提高企业信息系统的安全管理能力。

FPSO典型焊接接头初始表面裂纹对残余应力影响研究

FPSO目前已成为深水作业的重要设备之一。FPSO为大型焊接结构,焊接过程中不可避免的会有残余应力产生。而焊接接头的焊趾附近容易萌生表面裂纹,裂纹的产生会使残余应力发生重分布,从而影响焊接残余应力对结构疲劳强度的评估。本文首先基于热-弹塑性基本理论和X射线衍射法对FPSO典型焊接接头初始残余应力进行数值模拟和试验研究,结果发现焊趾附近初始横向残余拉应力较大;随后在焊趾附近引入表面初始裂纹,分析含表面初始裂纹的FPSO典型焊接接头残余应力重分布。结果表明引入初始表面裂纹后,裂纹尖端出现了较大的残余拉应力,而远离裂纹区域的残余应力大小和分布几乎不受表面初始裂纹出现后的影响。本文的研究可为FPSO安全性能评估提供参考。

万吨级浅吃水双艉鳍船型研究(阻力、推进性能及伴流场)

本文介绍三只方形系数C_N(≈0.8浅吃水双艉鳍船模的试验结果。这是保持C_B、船长和排水量不变,变化B/T而得的三只相似线型船模,着重研究B/T对性能的影响。本文提供了阻力计算图谱、推进因子估算图谱和伴流场分析资料,并提供了湿面积计算公式和船长不同对阻力的修正系数。采用本文资料可方便地得到在研究尺度范围内的线型、阻力及推进因子资料。本船型有较佳的阻力性能、较高的推进因子及较均匀的伴流场。本文提供资料适用范围为L/▽~1/~3=5.72～5.414,C_B=0.803～0.813,B/T=3.30～5.20。

118OTEU冷藏集装箱船主要外舾装设计介绍

本文描述了1180TEU冷藏集装箱船的锚设备、舵设备、系泊设备、克令吊托架。

12 500 t重型起重机敞口多用途船设计

基于敞口多用途规范,研究总体布置、敞口状态的稳性和强度、破损稳性、敞口耐波性模型试验、舱底水系统和节能环保措施等方面问题,设计12500 t重型起重机敞口多用途船,符合规范和环保要求。该型船设置重型起重机,具有长货舱、大甲板面积、两层二甲板等特点,适合长大件及超高件等货物运输,并可运输常规货物。该型船对大开口、设置重型起重机和敞口航行的多用途船开发具有借鉴意义。

室内场景辅助无人机影像采集方法研究

为利用无人机高效地完成室内影像采集任务,本文论述了一种利用场景三维模型信息,辅助无人机进行室内路径规划和位姿估计,引导无人机完成室内摄影任务的方法。该方法主要包括三个主要步骤,即室内快速重建、基于实景三维的航线精细规划和室内无人机飞行控制。通过飞行实验验证了该方法的可行性,说明该方法可以辅助无人机的室内飞行,修正航线偏差,提高无人机室内影像采集的能力。