大深度潜器耐压圆柱壳的多目标优化设计研究

采用快速非劣分层多目标遗传算法(NSGA II)和多属性决策理论,针对大深度潜器环肋圆柱壳在静水压力作用下的多目标离散优化问题进行了研究.以重量及强度应力量为目标函数,求出了Pareto最优解,给出了强度应力量和失稳载荷与重量之间的分布关系.采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)和信息熵方法,得到基于无偏好信息情况下的最优解排序.结果表明,这种联合方法能够快速寻找到最优解,这些解分布比较均匀、多样性好,能够为决策者提供较多选择,决策的最终结果合理.

网络透视中延迟推理算法的研究和改进

针对许多情况下网络参数不能直接测量的问题,网络透视方法将网络测量与统计推理相结合,间接得到网络中的链路性能参数.针对链路延迟的测量,介绍了网络透视中的基本EM算法,在减小矢量搜索空间,减少在一个时间窗口内调用EM算法次数,利用前面时间窗口的计算结果来避免当前时间窗口的重复EM计算等3个方面提出了降低EM算法计算复杂性的方法,并综合这些方法得出了改进的EM算法.实验表明,使用改进后的算法得到的推理结果能很好地逼近真实结果,并且在效率上有明显的提高.

超大潜深潜器结构重量控制措施分析

潜器下潜深度增加后,耐压壳体承受的海水压力也成比例增加。为了保证耐压壳体的强度和稳定性,在不更换壳体材料、不改变基本结构形式的情况下,壳体厚度将成比例增加,从而导致结构重量快速增长,结构重量与容积之间的矛盾更加突出。为了既保证耐压壳体的强度和稳定性,又确保潜器有效载荷不减少,必须采取有效措施控制结构重量。本文以典型带肋圆柱壳舱段结构为研究对象,以结构容重比参数为优化目标,采用解析法和有限元分析方法,在确保结构强度和稳定性的前题下,通过对超大潜深潜器结构重量进行优化计算,分析各项结构重量控制措施,从总体设计角度给出结构重量控制措施和建议,对超大潜深潜器设计和新材料研制具有一定的参考价值。

超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域研究

快速选取潜器耐压结构参数是超大潜深潜器总体结构方案论证的需要。针对采用高强度钢和超高强度钢材料典型带肋圆柱壳结构,在分析超大潜深潜器耐压结构强度标准和强度计算方法的基础上,提出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域设想和可行区域边界计算方法。通过编程计算,绘制出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域图谱,为超大潜深潜器总体结构方案论证提供一个有力的设计工具。

海洋核动力平台海洋环境设计基准概率论法

从概率法出发,结合陆地核电、船舶和海洋工程对环境设计基准的理论和实践,针对海洋核动力平台的核安全和平台安全需求,提出适合于海洋核动力平台海洋环境设计基准确定方法,为国内民用海洋核能应用工程的设计和监管提供参考。

海上浮动核电站堆舱碰撞安全研究

海上浮动核电站是小型核反应堆与船舶工程的有机结合,目前国内外均不存在海上浮动核电站相关的设计规范,为了评估海上浮动核电站堆舱碰撞安全水平,本文研究并总结了国际核商船安全规则的堆舱碰撞安全设计要求,对比具有类似特殊安全要求的使用气体或低闪点燃料船舶的燃料舱碰撞安全设计要求,将概率分析法引入堆舱碰撞安全评估,提供了一种海上浮动核电站堆舱碰撞安全评估方法。

船体运动对浮动核电站堆内燃料组件结构安全的影响

结合水动力学和结构力学,分析浮动核电站堆内燃料组件的结构应力随船体运动幅值和周期的变化趋势及敏感性,用于校核燃料组件在反应堆内作业时的结构安全。以海洋核动力平台为例,首先对平台进行时域计算,得到船体重心的六自由度运动时历曲线,然后采用远程位移方法将船体运动传递到反应堆,进而计算燃料组件的结构应力。结果表明,与平台静止状态相比,燃料组件的结构应力在船体运动状态下明显增大。

海洋核动力平台减摇方式研究

我国首艘海洋核动力平台是典型的非自航式船舶,此类船舶的减摇问题一直以来都是困扰着船舶行业的难题,此外,由于搭载核动力装置,因此平台对减摇的需求更加迫切。本文依托海洋核动力平台实际设计项目对平台的减摇方式进行研究,通过分析海洋核动力平台运行环境及运动性能,对平台的减摇需求进行论证,进而根据平台自身特点,对减摇装置进行筛选,并着重对减摇水舱及减摇陀螺方案进行设计和论证,最终将平台在设计海况下的摇摆幅度控制在合理的范围内,为此类问题的解决提供思路。

双层板填充液体结构的抗压性能研究

为了提高双层板结构的抗压性能,提出一种双层板填充液体结构,采用简化理论法和有限元法对双层板填充液体结构进行抗压性能分析,并与双层板加筋结构进行比较,结果表明,双层板填充液体结构的抗压性能高于双层板加筋结构,并且对下层板的压力传递系数会随着液体体积模量的增大而逐渐增大;随着液体体积模量K的增加,上、下层板最大弯曲应力向相反的方向变化,且液体体积模量K在(180~300)×102 MPa范围内取值时,对上、下板的承压状态较为有利;双层板加筋结构承压时会出现较大的应力集中现象,不利于结构的承压,而双层板填充液体结构液体受压均匀变形,增加了下层板结构的材料利用率,从而提高整体结构的抗压性能;考虑到结构的规模和经济性,采用材料利用率这一指标进行衡量,当填充液体厚度在150~250 mm范围内取值时,能有效提高整体结构的抗压性能。

等效分析法在分析老龄化船舶抗碰撞性能中的应用

为了简化评估结构疲劳损伤后的抗碰撞性能,仿照结构蠕变分析中的等时应力-应变曲线的思想,提出了一种基于应变等效的等效分析法,并与通常的一般分析方法进行了比较。对比分析结果表明:等效分析法与通常的一般分析方法模拟的结构最大抗破坏作用力几乎相同,并且两者模拟的结构破坏能相对误差较小。这验证了等效分析法的有效性,说明等效分析法可用于船舶全寿命期内抗碰撞性能的快速评估。

安全壳静水中的屈曲临界深度分析

安全壳作为海上核电站的一道重要安全保障,需设计其发生沉没事故时的临界安全深度。由于安全壳尺寸较大,且在沉没时会呈现各种姿态角,为便于安全壳结构的工程设计,本文提出了一种安全壳在静水中的屈曲临界深度系数法。结合目前已成熟的安全壳屈曲规范计算,对安全壳进行了静水压力下的屈曲安全设计,并分析了结构几何缺陷对屈曲临界深度系数的影响。结果表明:随着安全壳厚度的增加,其屈曲临界深度系数逐渐增加,但增加率逐渐变小;安全壳的厚度越小,屈曲临界深度系数对几何缺陷敏感性越强。该方法是在目前压力容器均匀外压下的屈曲安全设计规范的基础上以及在缺乏相应的安全壳静水中的屈曲试验情况下的一种折中方案。