基于数字孪生的分段建造可视化系统设计

针对船舶分段生产过程中存在的数据直观性差、关键信息共享程度低,分段位置不明确等问题,综合考虑分段工艺流向、堆场资源等情况,等比例搭建船舶分段建造产线孪生模型;构建孪生数据驱动的分段建造管理体系和数据存储管理方法,为分段建造监控提供数据基础;应用建模软件和虚拟仿真软件,提供动态数据查询与决策依据的可视化平台,为船舶产品建造和管理中各类信息的集成化应用提供支持。

面向综合评估的船舶工装设计方法

针对船舶建造工装设计标准化程度低、设计不规范以及设计管理落后等问题,提出一种面向综合评估的工装设计方法。从工装库构建、智能设计、仿真评估与优化等角度开展工装数字化设计研究。基于工装模型库实现设计模型的有效管理和调用,并通过集成寻优算法实现工装最优布局,在此基础上基于有限元仿真和工艺仿真技术,结合具体指标,实现工装结构力学性能和工艺仿真评估,同时利用结构优化技术对设计结果进行优化,在满足使用需求的基础上降低了加工成本。基于达索三维体验平台开发数字化工装设计系统,固化设计流程,并通过分段吊马设计的实际应用,实现设计效率提升200%,同时重量减轻12.8%。

“深海一号”半潜式生产储油平台长距离湿拖方案论证

针对“深海一号”半潜式生产储油平台拖航方案设计及工程实施面临拖航距离远、拖航路径环境恶劣、拖船资源选择少,以及作业风险高等众多技术难题,通过对比分析平台干拖和湿拖方案,重点分析湿拖过程中的拖航路线、平台吃水、湿拖阻力、拖船配置等关键技术问题,通过水池模型试验验证该方案的可行性,顺利实施了“深海一号”平台的长距离湿拖工作。

基于改进EEMD-MB1DCNN的船用柴油机缸套-活塞环故障诊断

针对船用中高速柴油机缸套-活塞环振动信号非线性非平稳性以及同类型不同损伤程度故障发生时振动信号时频域特征相似、故障难以识别等问题,利用振动信号辨识故障,提出一种基于改进集成经验模态分解方法和多模块一维卷积神经网络端到端缸套-活塞环故障诊断方法,通过设计固有模态分量IMF信息质量筛选准则对EEMD分解出的IMFs进行重新排序,获得包含更多凸显故障特征成分的重构信号,输入到上述神经网络模型,通过振动信号分析并与现有方法比较,评估所设计IMF信息质量筛选准则与所搭建模型的性能,试验结果显示该方法能准确、有效地识别缸套-活塞环故障类型。在判断该易损件同类型不同磨损程度故障诊断中有较高的准确率,能对故障状况进行有效的特征提取与故障分类。

大型耙吸挖泥船结构设计要点

为实现大型耙吸挖泥船结构设计安全、合理、可靠,以某大型耙吸挖泥船为例,分析大型耙吸挖泥船结构设计特点,从结构设计、强度评估、疲劳评估和振动评估等角度论证其设计要点,通过对泥舱结构设计分析,给出泥舱设计的关键节点,对关键节点进行强度分析和疲劳分析,结果表明,该船局部关键区域应力水平较高,低周疲劳在关键区域的疲劳中占据主要地位,建立三维有限元模型计算挖泥船固有频率,对比该大型耙吸挖泥船激励频率与固有频率,结果表明,船体总振动固有频率通常可以避开激励频率,生活楼固有频率与激励频率较为接近。

潜艇推进舱段狭小空间的维修性评价技术

为解决研发阶段潜艇推进舱段狭小空间的维修性设计问题,采用系统工程评价技术和人因工程学仿真方法对狭小空间维修性进行分析。筛选出维修作业空间、可达性、可视性和舒适性指标作为狭小空间维修性的核心指标;采用A.L Klee-Critic模型确定其权重;将维修任务分解为基本操作单元,逐一分析并提出改进建议。案例分析表明,该方法可以很好地发现并解决研发阶段潜艇推进舱段狭小空间的维修性设计问题。

基于可视化技术的船体制造数据管控方法

为解决传统船体建造过程中存在生产数据记录与管理混乱、生产数据分析不深入,工作人员缺乏现场有效的决策支持与生产指导等问题,通过以制造阶段为导向对船体制造数据流的分析,构建相关工序的指标关系模型与船体制造数据库;基于Echarts、three.js等可视化技术与B/S架构将船体产品模型及指标模型集成到船体制造管控系统,实现产品模型信息与数据模型信息的统一呈现,以及船体制造数据的查询、修改、录入等功能,达到辅助管理人员现场生产决策的效果。

矿砂船强度评估的运动与加速度公式拟合分析

针对超大型矿砂船的强度评估所需船舶重心处运动和加速度计算公式的准确性问题,对比4艘超大型矿砂船实船水动力数值计算结果和散货船油船共同结构规范(HCSR)规定的船舶重心处运动和加速度计算公式计算结果,表明HCSR规定计算公式大部分不适用于超大型矿砂船强度评估,为此,对不适用的公式进行修正,得到了适用于超大型矿砂船强度评估的重心处运动和加速度新公式。

基于DeepLabv3+的船体结构腐蚀检测方法

利用图像识别方法对无人机、机器人所采集的实时图像开展船体结构腐蚀检测,可有效提高检验检测效率和数字化、智能化水平,具有极大的应用价值和潜力,将改变传统的船体结构检验检测方式。提出一种基于DeepLabv3+的船体结构腐蚀检测模型,通过收集图像样本并进行三种腐蚀类别的分割标注,基于DeepLabv3+语义分割模型进行网络的训练,预测图片中腐蚀的像素点类别和区域,模型在测试集的精准率达到52.92%,证明了使用DeepLabv3+检测船体腐蚀缺陷的可行性。

完全预约模式下船闸通航调度方法分析

针对现有部分船闸通航效率不高,通航拥堵严重等问题,以完全预约模式下船闸通航调度方法为研究对象,考虑闸室有效面积利用率最大和平均预约延误时间最小,在BL算法的基础上,建立了基于人工蜂群算法的船闸通航调度模型。选取三峡双线五级船闸的过闸船舶数据,通过与原始人工编排、BL算法编排结果进行比较,发现人工蜂群算法性能稳定,能显著提高闸室面积利用率,且平均利用率大于80%。此外,在平均预约延误时间方面有明显的降低效果。

仿生叶剖面厚度分布对螺旋桨水动力性能影响的数值分析

为进一步分析船舶螺旋桨几何特征的变化对水动力性能的影响,通过参数化的仿生设计方法改变叶剖面的厚度分布并采用SST k-ω湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型对具有不同叶剖面形状的仿生船舶螺旋桨进行敞水特性和空化形貌的数值模拟。计算结果表明,合理设计仿生叶剖面的厚度分布可以在一定程度上提高不同进速下的效率和减少桨叶表面的空化面积,但随着仿生叶剖面的最厚点逐渐靠近导边,桨叶表面的空化发展也会提前发生。

基于知识工程的面向船体结构总体振动的计算网格生成方法

根据结构总体振动计算网格生成的工程需求,分析其具体使用要求与实现难点,结合知识工程的理论,开展基于3DExperience三维设计软件中的知识工程工具的分析,主要包括基于三维模型的知识表达、知识推理技术,提出具体的生成面向结构总体振动网格的实施方案,并通过某客滚船项目进行验证,结果表明,知识工程具有普适性、与设计模型强关联、开发成本低等特点,在船舶领域有极大的应用前景。

SPD与CATIA之间的三维模型传递方法

针对设计院所与船厂因使用不同的三维设计软件而产生的设计交流障碍,以SPD和CATIA为例,研究二者之间的三维模型传递方法。通过开发相应的IGS文件检查、校正等程序,确保IGS文件在2个设计平台的适应性,实现三维模型在SPD与CATIA之间的双向传递。

浸没式喷水推进器脉动流场特性数值分析

为分析浸没式喷水推进器的流场脉动特性,分别以前置定子式和后置定子式喷水推进器为对象,完成船后推进器瞬态流场的数值仿真;分析导管、定子和转子脉动压力、脉动推力特性。结果表明,对前置定子式喷水推进器而言,静止部件的推力主要由导管产生,导管壁面的压力脉动远大于定子;受转子和定子相互作用的影响,转子和导管内壁相互作用区域的流场脉动最强,且体现了转子特征。对后置定子式喷水推进器而言,由于定子后置其对转子进流影响减弱,使得各部件脉动流场均体现了转子信息,且转子脉动力幅值增加。结合不同结构形式浸没式喷水推进器的脉动流场分析结果可知,后置定子式推进器的流场脉动量要低于前置定子式推进器;且前置定子式喷水推进器的脉动流场特征较后置定子式喷水推进器更为复杂,亦不利于推进器的降噪设计。

基于正交试验的多级节流孔板流动特性分析

为降低多级节流孔板空化与湍流噪声,采用正交试验法分析多级节流孔板的孔分布、板厚、板间距等参数以及通流孔形状对空化和湍流噪声的影响,分析最小压力、湍流动能等流场参数的变化规律。通过极差分析得到各参数对流场性能影响的主次关系,并筛选出空化与湍流噪声优化方案,结果表明,在满足通流能力的情况下,多级节流孔板孔的开孔形状对空化的影响较为显著;适当的增加孔板厚度与板间距,可以抑制空化的产生;同时增加多级节流孔板板间距和孔的分布间距,可以让流动更加平缓,减小湍流噪声。

B型LNG燃料舱的结构强度耦合分析

为进行B型燃料舱结构强度评估,提出一种舱段耦合分析方法,通过考虑垂向支座层压木的摩擦力作用和其他类型支座层压木的初始间隙,模拟出燃料舱与主船体结构之间的传力机制。应用舱段耦合分析方法,对B型燃料舱的结构强度进行分析,探讨舱体结构的屈服强度特性、屈曲强度特性,以及支座支撑力的分布规律,为B型燃料舱的结构设计与分析提供参考。

豪华邮轮结构设计特点与分类设计技术

考虑到现代豪华邮轮已经由传统意义上的远洋交通工具演变为海上休闲娱乐的重要载体,设施齐全,功能多样,可以容纳更多游客的高、大、长上层建筑成为豪华邮轮最显著的特点,通过分析豪华邮轮多甲板、长上层建筑船体结构的静力及动力响应规律,总结出豪华邮轮船体平均应力水平低、高应力区域多、板薄易屈曲、振动噪声分布不均衡的整体特点,从顶层设计的角度提出分类设计技术。

考虑不同桩-土相互作用模型的海上升压站抗震性能分析

由于海上升压站上部平台设有许多大质量专业设备,使其呈现“头重脚轻”的特征,直接借鉴传统海洋平台的设计方法难以准确评价海上升压站结构的承载能力与变形能力,其中桩-土相互作用对于地震作用下的结构动力响应分析的影响尤为显著。以国内某位于地震高烈度区的海上升压站为对象,分别基于等效线性桩长法、API规范p-y曲线法、修正p-y曲线法建立3种不同考虑桩-土相互作用的计算模型,对比中震作用下结构的抗震性能。结果表明,基于3种模型校核该海上升压站结构均符合抗震设防要求;海上升压站结构受竖向地震作用影响较明显;在砂土层占比较高的地基条件下,使用修正p-y曲线方法可以更合理地模拟桩-土相互作用。

船舶疏排水系统的防疫功能设计

针对船舶疏排水系统应对传染病效果不佳的问题,参考陆上标准和规范,分析疏排水及污水处理系统的风险,提出真空黑水系统、重力灰水系统及污水处理系统的设计方案,给出关键技术和设备的优化方法,细化建造工艺,实船验证表明,采用该设计方案的疏排水系统故障概率降低,气流组织能力提升,管路维护方便,可有效保障船舶防疫安全。

土体强度折减对海上升压站结构抗震设计的影响

通过有限元非线性时程分析,对比API规范法与考虑土体强度折减作用后某海上升压站桩基及上部平台结构的水平向应力与变形等主要设计指标,结果表明,考虑土体强度折减后,土体对于桩基的水平向约束力减弱,单桩的变形与受力均出现大幅增加,且上部结构的整体水平运动特征更为显著,使用API规范计算上部平台结构的应力结果偏保守,建议在海上升压站的桩基础设计时根据场地土的特性选取土体强度折减模型并着重校核桩基础的关键设计指标。