船闸浮式系船柱力学模型验证

针对大型船舶过闸期间系缆力难以实时量化监测的问题,通过对船闸浮式系船柱应变-系缆力受荷响应力学模型进行修正,采取实船试验对修正后的模型进行验证分析,统计过闸船舶系缆力实测历时曲线数据。结果表明:修正后的浮式系船柱受荷响应力学模型基本符合过闸船舶实测系缆力实时变化趋势,实测的船舶系缆力峰值与模型反演计算值之间的相对误差在±5%以内,修正后的力学模型能够准确地预测船闸浮式系船柱的受荷情况。研究结果可为船闸浮式系船柱数字化监测和工程化建设提供参考。

基于真实海况的复合摇摆测试系统研发

针对海洋仪器复合摇摆测试采用不同自由度摇摆试验严酷等级加权进行,与真实环境有一定差距的问题。文中在现有六自由度摇摆台基础上,研制船舶姿态采集单元,获取船舶姿态的连续记录数据;根据船舶姿态数据特征,以VB.NET为程序设计语言,选用Microsoft Access数据库,开发复合摇摆测试系统,用于存储船舶姿态信息,并根据用户需求获取相应船舶姿态的运动谱,通过六自由度摇摆台复现船舶运动。实例证明该方法更为合理可行。

无人艇工程控制课程实践教学平台开发

针对在教学环节中存在的问题,利用计算机技术和工业软件开发无人艇工程控制课程实践教学平台。该平台可进行无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)建模及运动轨迹控制。针对USV物理参数的不确定性,根据运动学和动力学模型设计控制器,分析控制器参数对USV运动性能的影响规律。无人艇工程控制课程实践教学平台的建设应用可提升学生对USV的运动操控、故障判断及维护保养能力。

长江口深水航道双向通航船舶宽度开发与研究

按照《海港总平面设计规范》和长江口深水航道三期工程初步设计,长江口深水航道内船舶双向交会时,两船总宽度之和不得超过某一数值,这导致一部分船舶不能与该类超大型船舶交会,出现了航道宽度不能满足日益增加的超大型船舶双向通航的矛盾,对长三角航运经济的发展造成了影响。为了解决深水航道宽度制约双向通航船舶宽度这一"瓶颈"问题,以长江口深水航道二期工程设计尺度为边界条件,基于船舶模拟试验和实船交会试验,并结合规范要求,对长江口深水航道双向通航的船舶宽度进行应用研究,提出有效措施,以提高该航道双向通航的能力,服务于上海国际航运中心建设。

升船机船厢防撞装置工作特性原型观测

为考察某升船机船厢防撞装置的可靠性和有效性,进行了设计船舶现场实船撞击试验。观测结果表明,以设计速度船首、船尾撞击防撞装置,船舶均被防撞梁有效地阻拦;随着撞击速度的增大,缓冲油缸的油压、活塞杆受力和行程增大,工作特性与设计基本一致;船舶线型、撞击位置对防撞梁运动、受力、缓冲时间等影响较大,设计时应予以考虑。

非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术

针对现有非通航孔桥梁防船撞技术的不足,提出适用于江海长桥非通航孔桥梁防船撞的新型自适应、恒阻力船舶拦阻技术。自适应、恒阻力船舶拦阻系统由系泊趸船、系泊锚链和混凝土沉块、自适应浮筒、高强度拦阻网、触发钢索以及恒阻力耗能装置组成,其工作原理为:偏航船舶撞击拦阻系统后,自适应浮筒带动拦阻网从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过恒阻力耗能装置吸收船舶动能,拦截住船舶。通过缩尺比模型试验和实船撞击试验模拟该系统拦截船舶的过程,验证了该系统的可行性及工程设计的可靠性;采用水动力计算软件ANSYS-AQWA进行全尺寸数值仿真,仿真结果与试验结果基本一致。

海事40m级巡逻船理论螺旋桨设计应用分析

运用升力线、升力面以及面元法理论为海事40 m级巡逻船设计新型螺旋桨。采用给定环量分布进行螺旋桨理论设计,并通过桨模敞水试验和实桨装船后的实船测试验证该桨的理论设计方法。实船测试主要通过2条相同船型的实船,分别加装图谱桨和理论桨进行航速、轴功率、艉部振动对比测试,用实船试航的试验数据对比分析理论桨相对图谱桨的性能指标。结果表明:采用理论方法设计的螺旋桨相对原来的图谱方法,与船型匹配得更加精确,实船的螺旋桨效率约提高2%;船体艉部振动约减小5 dB。

桨后舵片空泡的分离涡模型模拟及实船舵空泡试验

为深入了解水面高速舰船的舵空化性能,本文采用计算流体力学(CFD)法对考虑船体影响的桨后舵片空泡进行计算,并在国内首次开展了实船舵空泡观测试验。通过对比确定了舵片空泡计算的分离涡模型,研究了螺旋桨和舵空泡发生的先后顺序、舵下端部的空化现象和舵空化的范围,并结合CFD计算和实船试验对不同航速、舵角的舵空泡进行研究,结果表明:在中低海况中的设计航速下,为保持航向航行,水面舰船普通舵表面会先于螺旋桨发生较为严重的片空化现象,且舵面空化范围主要集中在展向0. 1L～0. 6L位置;舵下端部和防腐蚀电极处则先于舵面发生空化。因此,水面高速舰船的普通舵易发生严重空化,而该研究可为研制具有良好抗空化性能的新型舵提供借鉴和参考。

三峡工程明渠通航船模与实船试验

三峡工程导流明渠兼施工通航航道 ,通过船模结合水力学试验研究 ,较好地解决了明渠内的航线优化 ,提高通航流量的方法以及汛期冲淤后的防护措施及对航行的影响等关键问题 ,为设计和施工提供了重要的科学依据。研究成果得到 1 997～ 1 998年航行实践和原型实船试验很好的验证。

船舶上层建筑端部实板厚疲劳试验研究

为研究船体上层建筑端部的疲劳特性,设计和实施了实板厚四点弯曲疲劳模型试验。获得疲劳试验中不同应力水平下的疲劳失效循环次数,并采用定斜率极大似然法拟合应力水平-疲劳失效循环次数得到中值S-N曲线和P-S-N曲线。分别采用试验P-S-N曲线和CCS规范E曲线计算和比较研究该部位的疲劳强度。结果表明,试验得到的S-N曲线可为实船设计和分析提供参考。

扭曲舵空泡观测实船试验研究

为验证扭曲舵的抗空化效果,在前期完成扭曲舵设计及实船换装工作的基础上,首次在国内开展了扭曲舵和普通舵的空化实船观测对比试验,对两种舵在设计航速和最大航速下固定舵角工况和直航自动舵工况的空泡进行了比较。结果表明:在相同航速工况下,扭曲舵的舵面空化起始舵角可提高10°左右,可以消除舰船常用航行状态下舵面的空化问题;在高航速大舵角工况时,扭曲舵的空化面积远小于常规舵;在扭曲舵优化的基础上,防腐蚀电极新型安装结构和舵下端导流罩可以有效解决防腐蚀电极和舵下端面的空化问题。通过扭曲舵空泡观测实船试验,证明了扭曲舵具有良好的抗空化性能,为抑制水面舰船舵空化剥蚀、降低船尾振动噪声提供了有效途径,具有优良的应用前景。

舰船供电生命力测试指标选择与方法研究

针对大部分舰船供电生命力研究集中在评估方法而缺少实船测试的缺陷,本文从供电生命力设计要求和电力系统组成角度出发,对舰船供电生命力测试列项、指标分析及测试方法进行研究。进而形成一整套实船供电生命力测试方案并应用于舰船性能鉴定试验,为后续舰船供电生命力性能鉴定试验提供理论和实践支撑。

实海域船舶测试融入实验教学的探索与实践

针对船舶航行性能实验教学开展与实海域船舶性能测试存在差异的问题,研制了适用于实验教学的小型断轴式自航仪,同时把实海域船舶航行性能测试这一科研案例,融入教学实验,为学生讲授在真实的海洋环境中,如何有效地利用测试仪器获得船舶的航行性能数据。该研究结合传统船舶快速性实验教学,探索出一种综合型实验教学模式,使传统的船舶性能实验教学更贴合于真实的实海域船舶性能测试。

硬矮齿形(JD型)双圆弧齿轮的断齿现象的分析

目前几乎所有船舶的主推进齿箱中都采用了渐开线齿轮，随着船舶功率不断增大，必须采用渗碳淬硬的渐开线齿轮。制造这种齿轮，必须磨齿以保证较高的齿轮精度，从而提高了生产成本。１９８６年起，我们在２６００马力２００００吨级推轮中采用倒顺离合硬矮齿双圆弧齿轮箱，成功完成了各种试验。根据实践与分析表明，这种齿轮具有很高的接触强度和抗弯强度。本文将着重介绍硬矮齿双圆弧齿轮用于船舶主推进齿轮箱在实船试验发生的断齿现象。为了弄清断齿的原因与机理。

一种基于实船试验的风浪中舰船旋回运动要素辨识方法

旋回运动性能是舰船操纵性能的重要参数。舰船在海试时,由于海水表面流的影响,旋回运动轨迹相比理论轨迹会产生一定偏差,造成旋回运动要素辨识不准确的问题。论文将GPS中的航向航速数据利用航程积分法描绘出舰船枢心轨迹,利用矢量叠加的方法剥离了流对旋回轨迹的影响,辨识出舰船在风浪中的旋回运动要素。对某型舰船开展的实船旋回试验和辨识结果表明了该方法的有效性,对于舰船操纵人员更准确地掌握本船旋回运动性能具有重要的参考价值。

船舶舱室空调气流组织模拟与舒适度分析

由于船舶航行的高温高湿外界环境及本身舱室空间的局限性,使得输送兵舱内热环境较差,人体热舒适性较差。为改善乘员的工作环境,提高人体热舒适性,本文对新风口及输送兵舱进行实测,确定空调负荷的选取及理论计算的参数。采用CFD数值模拟不同送风方式下的舱室的气流组织,并建立一套舱室气流组织的评价体系探讨不同送风方式下的舱室舒适度。为优化舱室空调系统设计提供参考。

三峡坝址至葛洲坝区间通航水力学研究

本文通过原型观测、模型试验及大中型船队实船试验等,搜集了大量的资料,对三峡坝址至葛洲坝区间的通航水力学问题进行了系统的分析和研究。并得出了两坝区间通航水流条件的系列研究成果。

基于灰色系统理论的船舱室噪声估算及降噪技术研究

以某型出口拖船为研究对象,提出基于灰色系统理论的船舱室噪声估算方法,通过对估算结果进行分析,提出优化的降噪技术。通过海上实船实验证明,提出的估算方法及降噪技术具有明显的降噪效果,对今后相关船舶开发提供了有力的参考依据。

唐山港丰南10万吨级航道工程设计

唐山港丰南10万吨级航道工程是在2万吨级航道基础上进行扩建。本航道所在水域,水流条件复杂,口门航行条件较差,航道设计难度大。通过对乘潮历时的分析及乘潮水位的选取,确定航道主尺度,提出合理的航道布置方案,结合船模试验进一步优化航道设计方案,并根据潮流数模试验,确定船舶通航窗口期。经论证,推荐平面方案1的布置形式,10万吨级船舶乘潮通过口门时,为高平潮时刻,口门流速较小,水流流态平稳,是最佳的通航时机,有利于船舶通航安全。大型船舶通过口门受横流影响较大或口门流态复杂时,乘潮航道应综合考虑高潮位与大横流的同步关系。

基于SCR系统的船舶排放设计和测试

文章以在建MT6023饱和潜水支持船四冲程柴油机的选择性催化还原(SCR)系统为对象,研究了SCR系统降低船舶氮氧化物(NO x)排放的原理、系统组成、布置安装要求等,并总结分析了实船排放测试的要求和注意事项,为实船排放TierⅢ取证提供了重要参考。