船舶智能制造的发展前景和关键问题

船舶智能制造是物联网、大数据、云计算等新一代信息通信技术与先进造船技术的融合,是区域造船、数字化造船的深度发展,对船舶工业的发展至关重要,可为船舶工业提供新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点,促进我国船舶工业转型升级,推动船舶工业由大变强,是船舶工业供给侧改革的重要发力点。

功能梯度圆柱板瞬态响应的三维半解析解法

为提高理论分析的普遍性和计算效率,文章通过结合Durbin-拉普拉斯变换及其数值逆变换方法、状态空间法和微分求积法,提出了一种分析功能梯度材料圆柱板瞬态行为的三维半解析方法。此外,为了研究提出的半解析解的有效性,使用了4个边界条件进行分析,并获得了与ANSYS几乎相同的瞬态响应。收敛性研究表明,随着沿长度方向样本数的增加,径向层数也随之增加,该方法具有较快的收敛速度。还研究了长径比、厚径比和功能梯度指数的影响。所提出的三维半解析法对复合材料结构的分析具有较高的精度。该研究可为解决船舶上板壳结构物的动力响应和功能梯度结构的瞬态分析奠定基础。

水下采油树附加质量系数、阻尼系数的试验与数值模拟

为对波浪荷载作用下水下采油树水动力荷载计算提供基础数据,文章提出了一种新的采油树强迫振荡试验方法。对采油树模型开展了36种工况下的强迫振荡试验和数值模拟,得到相应的水动力荷载,通过莫里森方程计算得到水下采油树模型在不同振频、振幅工况下的附加质量系数和阻尼系数。结果表明:附加质量系数与阻尼系数的试验数据与数值仿真数据基本保持一致,能较准确得到水下采油树的附加质量系数和阻尼系数。研究成果可为采油树水动力荷载计算提供关键基础数据。

水下采油树阻力系数试验与数值模拟

为了给来流条件下采油树水动力荷载计算提供基础数据,建立水下采油树数值模型。基于有限体积法,采用商业软件STAR-CCM+,对采油树模型拖曳试验进行数值模拟,计算得到13种拖曳速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数,并在此基础上提出一种新的水下采油树模型拖曳试验方法,开展了39组拖曳试验,得到13种速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数。结果表明:阻力和阻力系数的试验数据与数值仿真数据基本保持一致,验证了结果的准确性和可靠性;水下采油树模型各方向阻力随拖曳速度的增加呈二次关系增加,阻力系数随速度的增加基本保持稳定;纵向、横向和垂向的阻力系数平均值约为0.432、0.479和0.446。数值模拟和试验得到的采油树阻力和阻力系数可为采油树水动力荷载计算提供关键基础数据。

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。

声子晶体在船舶海工减振降噪领域的研究进展

为更好地实现机械装备与海洋结构物的减振降噪,对声子晶体理论的带隙控制原理与计算方法进行介绍,对近年来声子晶体在机械装备和工程结构减振降噪方面的研究现状进行梳理和总结。研究成果可为机械装备与海洋工程结构物的减振降噪提供一定参考。

深海装备与技术

海洋面积约占地球总面积的71%,蕴藏着重要的油气资源、新型矿产资源以及极为丰富的海洋生物资源,其经济总价值是陆地资源总价值的数十倍,海洋是人类未来重要的能源基地和战略空间。国际上一般将水深超过1000 m的区域列为深海,深海分别占海洋和地球面积的92.4%和65.4%。深海是前沿科学和高技术发展的全新天地,是尚未充分开发、支撑未来可持续发展的资源宝库,是世界经济与军事竞争的重要领域,也是维护国土安全和国家利益的主战场。积极开展深海科学研究、大力推进深海装备与技术的发展创新是实施海洋强国战略的重要举措。

打造系列海洋科考利器,助力科考事业蓬勃发展

10月20日,在中国船舶第七〇八研究所建所70周年之际,由该所与中国造船工程学会船舶设计专业委员会、上海市船舶与海洋工程学会联合主办的第二届海洋科学考察船技术高峰论坛在上海如期举办,本次论坛的主题是"海洋科学考察船一系列、自主、发展"。本次论坛克服疫情不利影响,采用"云端线上+线下",分上海和青岛两个会场的形式开展,包括中科院海洋研究所、中国海洋大学等知名院所高校的专家进行了云端分享。

漂浮式风电平台动态电缆疲劳寿命分析

针对南海某8 MW浮式风机所配套的35 kV三芯电缆进行疲劳寿命分析,通过理论公式对电缆截面的力学性能进行计算,对其在各疲劳工况下的动力响应进行数值仿真,采用雨流计数法将不规则应力时程响应转化为应力循环周期,并通过Goodman平均应力修正法进行修正,最后结合材料S-N曲线,应用Miner线性累积损伤理论对电缆进行疲劳寿命的分析与评估。分析结果表明该电缆疲劳损伤最大处位于上端出防弯器处,损伤最大结构为铠装钢丝,累计损伤满足服役寿命要求。

旋转式能量回收装置压力脉动特性分析

为了研究旋转式能量回收装置进出口处压力脉动的分布及频谱特性,采用非定常湍流模型对旋转式能量回收装置的不同工况进行数值模拟,分析不同工况下旋转式能量回收装置的压力脉动特性和装置内部流场分布,结果表明:旋转式能量回收装置转子与定子动静干涉是其产生压力脉动现象的重要原因,压力脉动会沿着流道传递至出口处,传递的过程中压力脉动的幅值会逐渐减小,转速和流量的提高都会增大压力脉动的幅值;压力脉动的主频与转子转频和孔道数的乘积有良好的对应关系,能量回收装置内部涡的产生频率与压力脉动的主要频率基本一致,而装置内部涡的产生是由转子与定子的动静干涉引起的。该研究有效揭示了旋转式能量回收装置压力脉动的特征和机理,对于装置压力脉动的利用和控制具有参考价值。

基于路径规划算法的海底管道路由辅助选线技术

海底管道的路由选择会影响工程施工技术方案和总体投资,而目前海底管道路由选择多采用人工图上作业的方式,很大程度依赖于工程师个人的经验水平。同时,随着海域使用资源的日益重要和稀缺,海底管道路由选择也会对社会效益产生一定的影响。为提高路由选线的效率和精度,开发一套辅助选线技术,使用Dijkstra算法完成路由的初始搜索,结合Bresenham算法减少初始路由上的拐点同时降低长度,然后通过附加障碍物的方式完成管道路由的曲率修正。通过简化和实际算例验证,说明该技术可以找到满足曲率要求的、造价最小的平滑海底管道路由,实现了基于路径规划算法的海底管道路由辅助选线技术,为海底管道路由选择提供技术支持。

绿色船舶技术应用与发展

文章对绿色船舶的概念、重要流程与关键技术等进行详细介绍。通过查阅文献,对绿色船舶在设计、建造、管理与拆解过程中的技术发展及瓶颈问题进行分析,提出绿色船舶领域在未来发展中亟待解决的问题,为绿色船舶技术的发展提供参考。

海洋新能源

随着我国经济的快速发展以及人口的迅速增长,能源需求量日益增大。然而,传统能源储备逐渐枯竭,已无法满足国民经济发展需要。此外,传统能源开发利用产生的污染物排放量大,这不仅造成环境质量恶化,还严重威胁人民群众的身体健康。在此背景下,新能源的开发和利用刻不容缓,向海洋这块“蓝色油田”获取替代能源已成为必然趋势。海洋新能源作为一种“再生性能源”,具有取之不尽、用之不竭、绿色环保、开发潜力巨大的优势,是最具发展前景的新能源产业之一。

深远海养殖装备技术现状及标准化工作建议

深远海养殖是拓展"蓝色粮仓"生产空间、改善近浅海生态环境、优化水产品供给结构的重要抓手,有利于保障国家粮食安全,推动水产养殖业绿色发展。本文围绕深远海养殖装备,介绍国内外大型网箱和养殖工船技术现状,分析国内外深远海养殖装备标准规范现状及不足,提出深远海养殖装备标准化工作发展建议。

海上风电

能源是人类生存和发展的重要基石,在促进经济和社会发展方面发挥着不可或缺的作用。随着世界经济的快速发展,人类对能源的需求越来越大,化石能源因其不可再生性和环境污染性为人类的可持续发展敲响了警钟,环境保护问题日益引起世界各国的关注。开发绿色、清洁的可再生能源已成为世界各国应对化石能源短缺和气候变暖等环境问题的重要措施之一。海洋占地球总面积的70.8%,被称为“蓝色宝库”。相较于其他海洋新能源,海上风电的产业化基础良好,具有资源丰富、风速稳定、节约土地、环境噪声制约小及适合大规模开发等优势。