舰船结构中板与加筋板低频声辐射的工程计算方法

结合有限元分析软件(如ANSYS等)给出的计算结果，提出了板结构、加筋板结构在低频激励下声辐射的计算方法和计算公式，为实际工程应用提供了简便的处理手段。

大型船舶结构的疲劳强度校核方法

传统的船舶结构疲劳强度校核一般只考虑高周疲劳而忽略了低周疲劳。随着船舶结构向大型化发展以及最近海损事故的发生,低周疲劳问题引起了船舶行业的广泛关注。Urm等人于2004年对装卸载引起的油轮船体结构的低周疲劳问题进行了研究,并给出了计算方法,但具体的计算结果没有给出,许多问题没有解决,因此有必要对船舶结构低周疲劳的原因及校核方法进行深入的研究。针对这一问题,首先分析了引起船舶结构低周疲劳的原因;其次,对现有的S-N曲线外推得到低寿命区S-N曲线的可行性进行了分析,并将外推得到的低寿命区段曲线和经过试验验证的低周疲劳寿命曲线进行了比较;最后分析了波浪载荷等引起的小幅疲劳载荷以及满载和压载引起的大幅疲劳载荷导致的疲劳损伤的相互作用,从而提出了一种非线性累积计算模型。

船舶能量管理系统PMS研究

详细介绍了船舶能量管理系统PMS的功能组成、结构及管理策略。首先阐述了能量管理系统PMS的功能组成模块及各模块的功能要点;其次以船舶电力系统为例,叙述了能量管理系统PMS的双层冗余网络体系结构;最后详细介绍了PMS系统能量优化管理的策略。

CAE在船舶性能研究领域的应用

论述了计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称CAE)技术的重要性及其在船舶性能领域应用的可行性。从原理、特点、功能、构成、应用效果及未来发展诸方面介绍了中国船舶科学研究中心在CAE技术领域自主创新的技术成果和在研项目,其中包括船型设计系统、水动力性能预报系统、数字水池试验系统、数值水池仿真系统和船舶技术性能数据库等五大系统。上述诸系统既相互独立,又有机联系,共同构成船舶性能研究的综合系统。

减小船舶轴系纵向振动的动力减振器参数优化

在船舶轴系中安装动力减振器是减小轴系纵向振动的有效方法,而对动力减振器参数优化的研究是有效控制振动的关键之一。基于达朗伯原理建立船舶轴系纵向振动数学模型,导出动力减振器响应位移的动力放大系数解析式,运用动力谐调消振理论求解最优固有频率比和最优阻尼比。然后针对特定频带内动力减振器的参数优化,以固有频率比与阻尼比为设计变量,选择两种目标函数,采用最大值最小化问题的直接搜寻算法得到动力减振器参数的最优值。比较和分析了各种计算方法得到的结果,并研究动力减振器各参数对船舶轴系纵向振动影响,为轴系纵向振动控制及动力减振器的设计提供理论了依据。

大型运输船舶快速性能回归分析研究

基于450条大型运输船舶的船型子样及其快速性能试验数据,应用多元统计回归分析方法,分段研究了大型运输船舶的阻力系数与自航因子的快速估算策略。通过不同船型自变量方案组合的对比分析,得出了影响大型运输船舶快速性的主要船型参数,进而得出了两套阻力系数与自航因子的统计回归表达式,并通过实例验证其正确性。研究成果可用于大型运输船舶的航速快速预报,也为大型运输船舶的快速性能优化指明了方向。

一种快速评估方法在船舶线型优化中的应用

采用一种势流兴波数值优化方法与RANS求解器的优化结合的方法对某中速船的首部进行线型优化,以便使其速度达到设计要求。经过多轮数值优化试验,取得一个优化方案。最终的优化方案经模型试验验证,总阻力下降约2.7%,预报航速提高约0.4kn。

基于模糊评判的船舶能耗评估

分析国内外船舶能耗评估的发展现状,采用模糊评判的数学建模方法对船舶能耗进行评估。通过专家调查法对初步建立的一级模糊评判中六大指标体系采用权重分析法确定其权重向量,同时采用同种方法确定二级指标的权重向量。再通过模糊评判对某船型进行能耗评估。通过分析得出,模糊评判适用于船舶能耗的综合评价,并对今后进行船舶能耗评判具有指导意义。

超浅吃水肥大船舶首部线型优化

通过模型试验研究球鼻形状对内河超浅吃水肥大船舶阻力性能的影响,试验结果表明球鼻形状的改变可以对阻力产生约3%的影响。采用k-ε湍流模型计算模拟了船舶首部流场,流场变化充分反映了首部线型的变化,计算结果与试验结果是一致的,说明计算是可靠可信的。

可回转双桨电力推进船舶运动模型的研究

根据船舶分离型运动建模方法,分析了可回转双桨船舶的运动规律及其在船舶纵荡、横荡和艏摇三个自由度上的作用力,建立可回转双桨作用下的电力推进船舶的推进与回转运动模型,导出船舶运动线性响应方程。通过数值仿真,验证了可回转双桨电力推进船舶的推进与回转运动模型的准确性。

基于人工涡旋流的船舶堵漏新方法

分析了船舶传统堵漏方法存在的问题,突破单纯"堵"的思想框架。提出基于人工涡旋流的船舶堵漏新方法,并设计制作了验证性实验装置,进而分别研究了用于产生人工涡旋流的柔性、刚性桨叶对破口进水量的影响规律。实验结果表明:该方法通过在破口外侧合适位置人工形成局部高速涡旋流场,能够大幅减小海水对破口处的压力,也就可大幅减小破口处单位时间的进水量,从而为破口的舱内封堵创造有利条件。研究结论可为船舶堵漏理论的进一步丰富完善以及相应堵漏器材的研制提供必要的基础和依据。

小型船舶电力推进控制系统的研发

船舶的动态特性具有强耦合、非线性、大时滞和大惯性等特点,并且风、流和浪等外部随机干扰也随着不同海况发生很大的变化,推进控制很难用精确的数学模型进行描述。根据船舶螺旋桨的推进特性,在阐述小型船舶电力推进系统的组成及运行特点的基础上,分析了推进电机控制的要求。采用矢量型变频器,设计了以菲尼克斯PLC为核心的控制系统,分析了系统的硬件配置和软件编程。实验结果表明,设计的控制系统能够满足控制功能要求,改善控制性能,提高系统控制可靠性。

辅助船舶航行的圆弧型风帆流体动力性能分析

以风能作为动力辅助船舶航行的风帆助航,是新能源应用于船舶航运中的重要途径。采用k-ε紊流模型方程描述圆弧型风帆流体动力学特性,并利用计算流体动力软件fluent,对圆弧型风帆迎风面上的压力分布、风帆产生的升力和阻力、拱度比等圆弧型风帆流体动力特性,以及并排组合风帆的动力特性进行了数值分析。圆筒风帆迎风面上的压力沿着圆筒面,顺风力方向逐渐减小。适当提高圆筒型风帆拱度,有利于风帆驱动船舶迎风航行。应调整风帆受的风力攻角,使风帆产生较大的船舶驱动力。并排风帆组合的各帆之间存在相互影响。针对圆筒型风帆流体动力特性的数值分析和风洞试验的结果一致。分析所得出的结果,可为开发商用风帆助航节能船舶提供一定的指导。

综合安全评价在船舶动力装置中的应用

综合安全评价(FSA)是一种在工程技术与工程运行管理中用于制定合理可行的规则和提供风险控制的综合性、结构化和系统性的分析方法,将FSA引入到船舶动力装置的安全评价中,是对船舶安全评价的一次尝试,按照综合安全评价的五个步骤对影响船舶动力装置安全的因素进行了分析评价。具体应用时,使用故障树分析法以拉缸故障为实例做了定性和定量分析,根据评价结果提出了相应的安全管理措施,为船舶轮机人员及管理人员提供参考。

船舶振动主动控制的研究进展与评述

从船舶振动危害、现象与振源、阻尼技术及其在船舶上的应用、船舶振动隔离技术、动力吸振器的研究以及整船振动控制技术的研究诸方面综述了船舶振动控制技术的进展,重点关注了近几年来主动控制技术在船舶振动控制中的应用研究,并对今后船舶振动控制研究的发展提出了建议。

舰船上层建筑端部及舷侧大开口应力集中分析和光弹性实验

建立了××型舰艉部分段详细的有限元模型,应用M SC.N astran软件进行了分析计算,给出了艉部分段整体应力分布状况;分别对比分析了上层建筑端部过渡和舷侧开口的两种设计方案,并计算了上层建筑端部和舷侧开口处的应力集中系数。同时对××舰做了光弹性实验,实验与有限元结果吻合较好,表明了两者结果的有效性。文中还讨论了船舶结构应力集中分析中基准应力的选取问题,所建议的基准应力可以使相应的应力集中系数符合设计人员的思路,便于设计参考。

基于单目机器视觉的船舶测距定位原理研究

利用透视投影几何关系和摄像机内部参数,计算船舶与各陆标之间的距离,提出一种基于单目机器视觉的船舶测距定位方法。仿真结果表明,该方法与传统的陆标定位方法相比,具有简易、实时、受海况影响小的优势,可满足全封闭舰船陆标定位要求。

撞击位置和初速度对被撞船舶舷侧结构的影响

通过ANSYS/LS-DYNA对船舯碰撞进行建模,重点研究撞击位置和初速度改变对被撞船舷侧结构的影响。经仿真计算,得到了碰撞力和吸能随碰撞船位移变化的曲线以及在极限撞深下舷侧结构的损伤状态。结果表明,碰撞船撞击位置和初速度的改变会对被撞船舷侧结构带来不同形式和程度的损伤变形。此外,还确定了船壳破损的临界速度,可为船舶设计部门提供理论依据。

船舶结构远场爆炸冲击动响应的数值试验方法

提出了一种在AN SY S/LS-DYNA中计算舰船水下非接触爆炸冲击动响应的方法,即用平断面加载法模拟冲击波载荷,利用AN SY S/LS-DYNA自带的解释性语言APDL编制相应的加载程序。讨论了加载面的形式对流场网格划分和压力传播的影响。算例结果表明,使用该子程序进行加载能够有效改善软件在计算水中冲击波压力时压力峰值衰减过快的不足,船体结构的响应与资料中给出的试验值接近。该方法使用范围比较广,并能大幅提高计算速度,对相关理论研究和工程计算具有一定参考价值。

基于无刷双馈发电机的船舶新型轴带发电系统

传统船舶主机轴带发电机在提高船舶营运经济性能方面取得了很大的效益,但也存在不少问题。在简要总结传统的轴带发电系统和一种作为新型发电机的无刷双馈发电机结构特点的基础上,提出了采用无刷双馈发电机作为船舶轴带发电系统的方案。而后结合无刷双馈发电机的数学模型和船舶轴带发电系统的特点,详细分析了船舶无刷双馈轴带发电机系统的组成结构与控制措施,为其在船舶轴带发电系统的实际应用奠定了理论基础。