导管架下水参数计算程序设计

在二维分析的基础上,用解析的方法完善了导管架下水参数计算力学模型;将迭代方法和预估-校正方法相结合求解方程,减小了计算过程中某些输入数据对试验的依靠以及计算结果与实际的误差.该程序提供接口,使得应用程序能够直接利用如ANSYS等应用程序形成的导管架和船体的结构数据文件,避免重复劳动.实例证明,此计算程序方便快捷,计算结果更接近于实际.

船舶分段建造计划仿真与优化

为了编制满足现代精益造船模式的要求以及船厂生产实际的船舶分段建造计划,提出一种基于虚拟制造技术的仿真优化方法。按照国内船厂生产计划的制定流程和方式构造了仿真模型,并以各分段工序的开工日期及其场地占用为优化参数,将船厂资源及其生产能力、场地条件等作为约束条件,将总工期延误率、分段延误率、场地利用率、作业量平均饱和度等作为主要评价指标,构造了仿真系统的评价模型和优化目标,实现了船舶分段建造计划的仿真和优化。为了扩大参数的可行域、增加计划的弹性,在比较重要的工序前增加虚拟节点"调整储备期"并将其作为优化参数,保证了船舶分段建造计划的可行性。

基于有限元的深水延绳式浮筏养殖装置抗风浪能力分析

由浮漂、网笼、主绳、桩绳以及锚固入海底的锚桩构成的延绳式深水浮筏养殖设施处于风大、浪高、流急的深水开放水域，受到复杂海况的作用，其结构的安全性与可靠性将直接影响到整个养殖生产的成败，在其结构设计时需要考虑海洋风浪流的影响，对其受力和运动特性进行研究，进而分析其抗风浪能力，为养殖设施结构的参数设计提供参考。该文基于有限元方法，通过对深水延绳式浮筏养殖装置的受力特性及其变形情况进行分析，建立筏架系统有限元分析模型，利用Broyden迭代法解有限元方程，计算了系统在不同浪级（即不同波高）海况下的筏架系统位移和桩绳的最大张力，对养殖装置的抗风浪能力进行了计算分析。以架设于獐子岛海域30 m水深的深水浮筏养殖设施为计算实例，结果显示，主绳长300 m的筏架系统在1.5 m/s流速的海域中，其桩绳最大张力为78.8 kN，横向最大位移为18.5 m，抗风浪能力为6～7级海浪（6 m波高）；实测结果分别为72.7 kN、16.9 m，计算结果与实测值吻合良好。通过进一步的试验验证，该分析模型可为深水延绳式浮筏养殖设施的实际工程设计提供理论参考。

导管架下水过程中浮力及浮心精确计算

在导管架下水运动过程中,其组成杆元相对于海平面的位置复杂多样。在导管架下水参数计算和仿真时,为了计算导管架的浮力和浮心,经常采用估算的方法,由于误差比较大而影响了计算和仿真的精度。分析了导管架下水运动过程中杆元的各种状态,用解析的方法推导出导管架下水运动过程中的浮力和浮心的精确计算公式,提高了导管架下水参数计算及其模拟的精度。

渔船安全技术评价系统的开发与应用

为了辅助有关部门与管理人员收集指定区域的渔船的信息,并据此对渔船及其设备的安全技术状况进行科学、客观的评价,该文利用MS-ACCESS数据库的单机访问效率高、数据文件存储与合并灵活便捷的特点,开发了一种经济实用的渔船安全技术状况评价系统,实现了评价指标、标准与模型的自定义以及网络限制条件下的渔船安全技术状况评价数据采集与处理。该系统在应用过程中,数据由基层的渔业船舶检验工程师将有关渔船参数报到地方渔船管理部门,并最终上报到上级渔船管理部门,进行逐级收集、合并、上报与汇总,最后由相关部门的管理人员进行评价、统计与分析。该研究以某区域5700多艘24m及以上钢质海洋渔船为样本,实施了渔船安全技术状况的评价。实用证明该系统用户环境配置安装简单,界面简洁方便,数据处理效率高,通用性强,运行维护成本低。通过渔船安全技术评价系统的开发与实施,可以对指定区域渔船的安全技术作出全面客观的评价,并辅助管理者对渔船技术状况和安全隐患进行科学分析,提出消除危险的最佳技术措施和方案,为主管机关制定相关政策、安全技术法规提供参考,进而大力改善区域渔船的安全生产状况。

基于Excel-VBA的大型船舶纵向下水计算通用程序设计

对大型重载船舶进行下水计算及其安全性研究时,需要考虑船体局部结构强度问题.利用船舶下水的弹性计算方法计算了船体在下水过程中的局部受力,校核船体局部结构强度能否满足下水要求;并以Excel软件为基础,利用VBA设计开发了适合于大型船舶下水计算的通用程序.实例计算表明,该通用程序在大型船舶下水分析方面具有较强的通用性和实用性,同时在与其他软件进行数据交互方面,也具有很强的通用性.

导管架下水系统驳船锚链力的动态计算

在导管架下水系统中,锚泊系统由单链组成,导管架和驳船的运动十分复杂,利用定步长积分法在时域内做数学模型的数值解时,不能通过给定偏移量来计算锚链的回复力。锚链和系统一样处于动力响应运动中,所以也不能根据系统的平衡位置点计算锚泊外力。分析了导管架下水系统中驳船锚链的受力特点,探讨了一种新的计算方法,动态迭代计算导管架下水系统的锚链力。编制了通用的计算程序,对一种典型的导管架下水系统进行了计算,结果表明,所算得的力与乐美龙法和经验公式的结果相吻合。

变水层大型拖网渔船的船型技术经济论证

根据捕捞方式与运营模式特点,对变水层大型拖网渔船船型技术经济论证方法进行了研究。以船长、船宽、型深、方形系数和设计自航航速为船型优化参数,选取净现值、渔捞效果系数、投资偿还期、吨鱼油耗和吨鱼成本为船型论证经济指标,建立了渔获产量估算及其经济性计算模型,利用指标权重法建立了综合评价函数,利用参数分析法对变水层大型拖网渔船进行船型优选,对论证中的不确定性因素进行敏感性分析。以运营于西非某海域的变水层大型拖网渔船为实例进行计算与优化分析,得到变水层大型拖网渔船最优船型为船长82.4 m、船宽16.2 m、型深9.5 m、吃水5.79 m、方形系数0.68、航速13.2 kn。

近海捕贝作业平台技术经济论证模型及应用

为了辅助一种近海捕贝作业平台的方案决策,使其达到较佳经济效果,以解决近海扇贝养殖捕捞生产中的能耗大、劳动强度高、捕捞效率低以及捕捞效果差的问题,该文根据给定的营运条件、捕捞能力和贝类资源情况,对其进行了技术经济论证研究。选取捕贝平台的拖网主机功率、平台跨距、平台锚次横移时间、平台总建造成本、平台拖网速度作为论证的参数,以单位面积捕捞油耗、单位捕捞成本、捕捞效率为经济评价指标,建立了近海捕贝作业平台技术经济论证模型。基于该模型利用比较论证方法对渔船捕捞方式与捕贝作业平台捕捞方式进行了经济性计算,然后对选取的技术经济参数进行了敏感性分析。结果表明:当平台拖网主机功率400~470 k W、平台跨距0.5~3.0 km、平台锚次横移时间2.0 h以下、平台捕捞拖网速度1.4 kn以上、平台总建造成本低于2750万元时,平台捕捞方案比渔船捕捞方案具有明显的优势。实例计算证明,利用该文提出的技术经济论证模型,通过比较分析论证方法,可得到捕捞作业平台的技术参数范围,为新型近海捕贝作业平台的技术参数设计与实施提供参考。

外海延绳式浮筏养殖设施抗风浪能力估算方法研究

本文基于静力假定对外海延绳式浮筏养殖设施的系统受力及其失效模式进行了分析，计算了不同波高（1～7m）条件下养殖装置海底桩绳的最大张力，再根据桩绳的断裂强度以及锚桩的海底抓力，对养殖装置的抗风浪能力进行了估算，建立了外海延绳式浮筏养殖设施的抗风浪能力估算模型。利用该模型对架设于獐子岛海域30m水深的2种规格的浮筏养殖设施进行了抗风浪能力分析。结果显示，主绳长300m和200m的筏架系统，在1.5m／s流速的海域中，其抗风浪能力分别为5～6级海浪（对应风级7～8级）和6～7级海浪（对应风级8～9级）。通过与实测值比较，桩绳最大张力的计算结果与实测值吻合较好，筏架系统抗风浪能力的估算值与实际事故报告的情况相一致。在外海延绳式浮筏养殖设施的初步设计阶段，可参考该模型选择养殖装置的结构尺度。

船舶分段建造计划仿真

分析了现代精益造船模式下所要求的船舶分段建造流程以及国内船厂生产计划的制定方式,利用虚拟制造技术,对船舶分段建造计划进行了仿真;构造了仿真模型,基于该模型进行了仿真系统设计;并利用VC语言编制了程序,实现了船舶分段建造计划的仿真。以大连某船厂生产11万吨成品油船的生产计划为实例,进行了仿真计算;经计算,证实了提出的仿真模型和方法实用可行,为船舶分段建造计划的制定和优化提供了一种合适的新方法和手段。

基于静力分析的深水台筏养殖设施结构优化设计

基于静力分析方法对延绳式深水台筏养殖设施(简称台筏系统)的结构进行了优化设计。通过分析台筏系统的受力情况及其失效形式,建立了台筏系统抗风浪能力分析模型,基于该模型对台筏系统的结构参数、锚固方式、总体布置、总体结构形式及其对台筏系统的抗风浪能力的影响进行分析,并针对这些结构参数及其结构形式提出相应的优化设计方法和选取原则。利用上述静力分析模型和优化设计方法,对架设于獐子岛海域30m水深的台筏养殖设施进行了分析计算和优化设计改造,并在相同海域进行了验证实验,通过对比,分析了优化设计方案的可行性及其优化效果。研究表明,通过优化设计改造的台筏系统抗风浪能力明显提高,且台筏系统的缠绕现象明显减少。本研究中提出的优化设计方法可为深水延绳式浮筏养殖设施的设计提供参考。

导管架下水系统三维模拟数学模型

分析导管架下水系统(导管架、驳船和摇臂)的三维运动,建立系统的三维力学模型,并用解析的方法通过对约束求导数给出系统的约束方程,得到导管架下水系统的完整的数学模型,使导管架下水参数计算更精确,模拟更真实。对数学模型进行分析,给出了模型的求解方法:将非线性方程组重新组合成多个线性方程组,用迭代方法和预估—校正方法相结合求解方程。

变水层拖网渔船船型技术经济论证通用程序设计

从软件设计的角度,对变水层拖网渔船船型技术经济论证的一般模型与方法进行了抽象。选取合理的数据结构与程序框架,以Excel软件为基础,利用Visual Basic for Applications开发语言设计开发了适合于变水层拖网渔船船型技术经济论证的通用程序。实例计算表明,该通用程序在变水层拖网渔船船型技术经济论证分析方面具有较强的通用性和实用性;同时,由于其功能独立、输入输出数据通用,开发的程序可作为船舶CIMS中的"渔船船型技术经济论证"子系统,以辅助渔船总体设计中的初期方案确定以及技术任务书的制定工作。

基于PERT与CPM的船舶分段建造计划协调与优化

分析了现代精益造船模式下要求的船舶分段建造流程以及国内船厂生产计划的制定方式，利用计划评审技术（PERT），结合关键路径法（CPM），自动生成船舶分段产品建造计划，并在工期和成本方面对建造计划进行了协调与优化．基于MS-Project软件，用VBA编制了实用程序，并以大连某船厂建造的某油船为实例进行了计划编排与优化．与生产实际对比表明，该计划方法是可行的，为船舶建造初期制定生产计划提供了一种实用简便的方法．

扇贝苗分级计数装置的设计与试验

针对目前底播虾夷扇贝（patinopecten yessoensis）苗种海上抽样分级计数用工量大、劳动强度高、工作效率低以及分级计数误差高等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝底播作业模式和抽样分级计数方式的调研,设计了能够适应海上收购、分级计数、底播等要求的贝苗分级计数装置,该装置由分级筛选机构与排队传送计数机构组成,可同时实现4种规格贝苗的分级与计数。试验分2阶段进行,第1阶段分别对影响分级筛选机构分级准确性与排队计数机构统计准确性的因素进行正交试验分析与验证,确定贝苗分级计数装置的最佳工艺参数,其中分级贝苗投入量2.5 kg/min、筛网孔径增量-2 mm、筛网电机转速130 r/min、筛面与水平方向夹角2°、筛网长度1.2 m时分级效果最佳,计数筛选投入量为2 kg/min、排队上档板与传输方向夹角θ1=45°、下档板与传输方向夹角θ2=30°、传动带电机转速为115 r/min时计数效果最佳;第2阶段在小长山岛海区进行海上对比试验,贝苗分级规格从小到大分别为〈30、30~35、〉35~40、≥40 mm。4次试验中,≥40 mm规格的贝苗机械与人工分级计数的偏差率分别为2.82%±0.19%、2.33%±0.30%、2.28%±0.15%、2.90%±0.11%,〉35~40 mm规格贝苗分级计数偏差率分别为3.05%±0.14%、4.26%±0.15%、4.38%±0.19%、3.66%±0.23%,30~35 mm规格贝苗分级计数偏差率分别为2.26%±1.01%、1.75%±1.02%、2.10%±1.39%、2.29%±1.639%,〈30 mm贝苗规格分级与计数偏差率分别为9.04%±1.56%、11.44%±1.79%、7.63%±3.03%、9.23%±4.89%,同种规格机械与人工分级计数偏差率差异均不显著（P〉0.05）。采用机械分级与计数统计在2人辅助（筛选与计数投苗工作）的情况下,完成20 kg贝苗分级计数所需时间平均为16.9 min,作业效率为0.59 kg/min,为人工作业（每组8人同时工作）效率的4.54倍,且作业人数减少6人,作业强度大幅降低。采用贝苗分级计数装置对贝苗进行抽样分级作业经济效果显著,每次底播期分苗作业（2个月完成0.67亿个贝苗的分级与计数）可节省费用约为62.512万元。由此说明,贝苗分级计数装置具有较好的稳定性,且在提高工作效率、降低劳动强度和增加经济性等方面效果显著,具有推广应用前景。

基于指派问题的Bay位排箱优化模型与算法

提出了解决集装箱船全航线配载问题的分解算法,将配载问题分解为Bay位选择和Bay位中集装箱箱位指定两个子问题.主要研究了Bay位中装载同一目的港集装箱时,不同重量集装箱在Bay位中的排箱方法.以重心高度最低、横倾力矩最小为目标建立优化模型,将Bay位中不同重量集装箱排箱问题看成是箱位指派问题,采用禁忌搜索算法求解.实际模拟结果表明该方法可行,为集装箱船全航线配载优化提供了一个实用的优化模型.

虾夷扇贝捕捞网具的改进及应用效果

该文针对目前扇贝捕捞网具捕捞效率低及耗能大等问题,通过对獐子岛集团股份有限公司3a龄虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖海域海底状况与网具捕捞效果的调研,提出了虾夷扇贝捕捞网具的改进措施,并在辽长渔养15021号扇贝采捕船上进行了2个阶段海上生产对比试验,得出以下结论:第一阶段在原生产网具的基础上,安装扭簧式弹性拨贝齿及增大网目等措施,在拖网航速为4kn时,改造后网具单网平均捕捞量较生产网具提高了36.5%,扇贝破损量降低了49.4%,泥沙量降低了21.9%,单位捕捞耗油量降低了27.8%。第二阶段改造网具在第一阶段的基础上,增大网口扫海面积,并且将网身改为"宽口窄尾"结构,添加一道网口链及辅网衣,并加装主网拐雪橇板、拐前拨贝齿及网底托架小车,在拖网航速为4kn时,单网捕捞量较第一阶段改造网具提高了102%,扇贝碎贝量降低了161%,泥沙量降低了209%,单位捕捞耗油量降低了24.6%;而较原生产网具单网平均捕捞量提高了200%,扇贝破损量降低了236%,泥沙量降低了296%,单位捕捞耗油量降低了45.6%。由此说明新型虾夷扇贝捕捞网具具有高效、节能和低生态等特点,推广应用前景广阔。

中国钢质海洋渔船安全状况评价研究

为全面了解和把握中国渔船目前的安全状况,开展了全国渔船安全状况评价试点工作,研究制定了渔船安全评价体系;在此基础上于2011年6—9月对《国际渔船安全公约》要求的24 m及以上钢质海洋渔船进行了随机抽样评价。通过对抽样采集的5 768艘海洋渔船技术参数分析评价,结果发现:超过90%的渔船达不到公约要求,渔船总体安全状况随船龄增大明显恶化,船舶设备安全隐患多,中国海洋渔船安全状况与《国际渔船安全公约》要求有很大差距,渔船装备整体水平亟待提升。

虾夷扇贝浮筏养殖作业改造与试验

该文针对目前虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)浮筏养殖作业用工量大、劳动强度高、工作效率低、耗能高以及尾气和噪音污染严重等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝浮筏养殖作业工作模式与回收养殖吊笼方式的调研,提出了虾夷扇贝浮筏养殖作业的改进方案,并通过海上生产对比试验,得出以下结论:第1阶段以8 m长浮筏养殖作业船为母船,安装了电动拔梗装置、拔笼装置、抖笼装置、筛苗装置以及齿形滑轮滑梗装置,改变单纯依靠人力工作的作业模式为机械化作业模式,不仅用工人数及劳动强度大幅降低,并且拔笼量较原浮筏养殖作业平均每天单船提高了56.01%,耗能费用降低了13.95%;第2阶段在保留第1阶段机械化设备的基础上,对养殖作业船只的作业模式进行了改造,用船长12 m、船宽3.3 m、型深0.7 m,尾挂机型号洋马/CY1115,最大功率16.2 kW的作业船代替了原来船长8 m、船宽2.4 m、型深0.5 m,尾挂机型号ZS195,最大功率9.7kW的作业船,并省去了辅助运输船舶,将养殖作业和辅助运输合并为一条船。试验结果显示,拔笼数量较第1阶段改造的浮筏养殖作业模式平均每天单船提高了31.69%,较原浮筏养殖作业模式平均每天单船拔笼量提高了1.05倍。第2阶段改造的浮筏养殖作业船的装载和运输能力满足实际工作需求,平均每天单船耗能费用与第1阶段改造的浮筏养殖作业模式无显著性差异,较原浮筏养殖作业模式降低了14.12%。同时第2阶段改造的浮筏养殖作业模式较原浮筏养殖作业模式其单船年节省费用1.08万元。由此说明改造后的浮筏养殖作业装备及作业方式具有节能、高效等特点,推广应用前景广阔。