Multi-objectives fuzzy optimization model for ship form demonstration based on information entropy

Selecting optimization ship form scheme is an important content in the process of concept design of ship. Multi-objective fuzzy decision-making model for ship form demonstration is set up according to the fuzzy pattern-recognition theory. Weight coefficients of each target of ship form scheme are determined by information entropy and individual subjective partiality. This model is used to select the optimal ship form scheme, the example shows that the model is exact and the resuh is credible. It can provide a reference for choosing the optimization scheme of ship form.

一种海洋自升式修井平台船型分析

针对渤海海域油气开发中自升式修井平台的船型设计,进行系统分析。从桩腿数量维度出发,考虑波流载荷、风载荷和平台重力的共同作用,通过有限元数值模拟软件,建立自升式修井平台的仿真模型,计算不同方向角下平台的波流载荷、桩腿位移和抗倾力矩等评价指标,综合对比分析三桩腿和四桩腿两种不同船型的设计特点,以揭示各自在平台方案、预压载能力和稳定性等方面的特点。研究结果发现,四桩腿平台在舱内设备布置、预压载能力和抗倾稳性方面具有明显优势,特别是在单桩失效情况下,四桩腿平台的稳定性和安全性更高。研究结论对自升式修井平台的设计优化具有重要的指导意义,为进一步提升平台的安全性和高效性提供理论依据。

船舶岸电变流器用构网型电流矢量控制

船舶岸电变流器作为靠港船舶新的供电电源,可极大地降低船舶靠港时船用同步发电机重质柴油燃烧所带来的NOx、SOx和柴油颗粒等污染物。为保证船舶供电的连续性,岸电侧与船电侧电源多采用预同步方式完成不断电切换,然而可能会因两侧电压非理想的相位差而诱发电流冲击,进而导致岸电与船电电源切换失败。因此,该文首先提出船舶岸电变流器用构网型电流矢量控制策略,其实施于锁相环确定的船电两相同步旋转坐标系中,可在无预同步的前提下完成岸电变流器无冲击自整步并入船电系统,同时通过幅频电压-矢量电流级联闭环完成对船舶岸电变流器输出电压幅值和频率的有效调控。然后,建立构网型电流矢量控制数学模型,并基于此分析控制带宽对控制系统相位稳定裕度、电压跟踪能力以及对负载电流的抗扰能力。最后,通过Satrsim MT 8020硬件在环测试,验证了所提构网型电流矢量控制策略的有效性。

太阳能船舶光伏系统构网型逆变器并网控制策略

[目的]旨在解决现有太阳能船舶光伏发电系统采用跟网型控制策略并网,而导致的船舶电力系统整体稳定性下降问题。[方法]结合船舶电力系统特点和运行特性,以跟网型恒功率控制和构网型下垂控制为研究基础,另外选取构网型虚拟同步发电机控制和构网型虚拟振荡器控制,共4种逆变器控制方法,分别构建太阳能船舶电力系统光伏并网控制策略。最后通过Matlab/Simulink建立太阳能船舶电力系统仿真模型,验证构网型控制理念和思路的有效性。[结果]研究结果表明,与跟网型控制相比,在负荷投切工况下,采用构网型控制策略可使频率波动极值平均减小26.86%、电压调节时间平均减小37.85%。在光伏输出功率切换工况下,频率波动极值平均减小39.95%。[结论]采用构网型控制策略能有效抑制光伏系统并网后所导致的船舶电力系统稳定性下降的问题。能够使光伏系统在完成供能的同时,主动维持船舶电力系统电力参数稳定,显著提高船舶电力系统稳定性。

豪华邮轮全船线型优化及截流板设计

为了降低航行阻力,满足豪华邮轮营运经济性的需求,对某8万总吨级豪华邮轮进行了基于阻力性能的全船线型优化及截流板设计。首先,结合CAESES的半参数化变形和SHIPFLOW的势流计算方法,针对目标船进行了兴波阻力最小化的线型优化,再对典型优化方案采用STAR-CCM+计算粘流总阻力,评估优化效果;其次,针对优化的船型方案进行了截流板的设计,进一步降低船型总阻力;最后,通过模型试验验证优化效果。试验结果显示,优化线型安装优选截流板后相对于原型实船有效功率下降了7.8%,证明了所采用的豪华邮轮线型优化和截流板设计方法的可行性。

三尾船型参数化建模及型线优化设计

文中以某型三尾船为研究对象,采用CAESES软件进行全参数化建模,通过改变控制船体曲面的设计变量,基于布置约束以及静水力约束以三尾船的总阻力作为优化目标,对其首尾型线进行优化.结果表明:该船型在设计航速下的总阻力得到了有效降低.

考虑跨洋特征及碎冰对快速性影响的极地探险邮轮型线优化

[目的]全球减碳背景下,为应对极地船舶设计建造的环保要求,需开展跨洋航行时碎冰水域对极地探险邮轮船体型线优化设计的影响规律研究,以获得最佳节能型线。[方法]针对极地探险邮轮的跨洋航行特征,采用航区权重方法进行量化评估,分析碎冰对阻力和推进效率的影响。应用计算流体力学耦合离散元法(CFD-DEM)来分析螺旋桨的碎冰水域性能,建立以联合自航功率为目标的优化模型,进而对全船参数化模型开展设计航速下的优化计算。[结果]计算结果表明,优化后的船型可以满足排水量要求,有效降低了2种水域下的航行功率,其联合自航功率降低了9.71%。[结论]研究成果验证了基于权重优化方法的可行性和合理性,可为极地探险邮轮的型线和推进器优化设计提供参考。

基于扫描点云的船舶曲面板成形偏差评定方法研究

船舶曲面板的成形是强非线性问题,仅通过一次曲面加工很难达到曲面板的工程要求,故需对加工曲面板的中间形状进行评定。为得到曲面板的成形偏差,提升船舶曲面板的自动化成形,该文首先基于测量的点云数据,提出了多方位扫描点云合并的方法,将不同位置扫描得到的曲面板点云进行精确配准,实现不同点云之间的最佳贴合;然后将处理好的扫描曲面点云与目标曲面进行位置定位,通过文中所提出的曲面成形偏差计算方法得到加工曲面板垂向、纵向和横向的形状偏差;最后进行了仿真实验,得到的曲板形状偏差计算精度符合船舶曲面板的工程要求,并设计实验测量加工帆形板,以验证方法的实用性。该项研究成果不仅为测量点云数据分布不均匀提供了处理方法,也为加工曲面板各方向成形偏差提供了计算方法。

集装箱船货舱成型精度控制

从导轨架制作精度控制、导轨架安装精度控制、横舱壁分段总组精度控制和横舱壁总段合龙精度控制等关键环节进行集装箱船货舱成型精度控制。研发应用高精度检测工装,获取集装箱船货舱成型精度数据,实现高效精准完成吊箱试验的目标。

重庆-上海江海直达船船型优化

为提升重庆—上海过闸型江海直达船的航行性能和经济性,以满足通过三峡船闸船舶吃水要求的江海直达船型为研究对象,以排水体积和浮心纵向位置为约束条件,采用理论设计与数值计算相结合的方法优化船型。采用Rhinoceros软件进行船体建模,采用CAESES(FRIENDSHIPFramework)软件进行半参数化模型优化,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术进行阻力预报。通过2轮优化对比,优化船型在10 kn、13 kn和16 kn航速下的总阻力相比原始船型分别减小10.76%、8.18%和1.86%。研究表明:垂直艏+下凸艉组合的减阻效果要优于尖直艏+平直艉组合,且航速越低,减阻效果越明显;采用多航速验证方法能有效避免固定航速船型优化的局限性。研究结果可供江海直达船的船型设计和建造参考。

远洋鱿鱼钓船阻力图谱研究

在船型概念设计阶段,基于船舶阻力图谱进行船舶快速性分析是一种高效便捷的方式.由于远洋鱿鱼钓船船型方案设计缺少专用船舶阻力图谱,研究了适用于远洋鱿鱼钓船的阻力图谱开发方法、步骤和基于图谱的航速预报.以66 m远洋鱿鱼钓船为母型船,基于宽度和吃水比将变换船型分成两大系列,再根据排水体积长度比,将每个大系列进一步细化成3个小系列作为目标船型进行研究,建立了母型船三维模型及其系列派生船型.基于Star-CCM+软件的重叠网格方法,对系列船型阻力进行数值模拟,将阻力计算结果通过二因次法换算为15℃海水下实船阻力及对应有效功率系数,绘制远洋鱿鱼钓船阻力图谱.利用该图谱估算母型船阻力并与船模试验结果进行对比,证明了远洋鱿鱼钓船阻力图谱具有较高精度,可用于远洋鱿鱼钓船概念设计和方案优化设计.

非对称式小水线面LNG传输平台船型设计

针对受限于陆域、岛礁条件,无法进行常规LNG传输的问题,提出一种非对称式小水线面LNG传输平台方案,分析国际类似案例的不足和功能配置,确定总体设计思路,采用LNG软管储存的方案对比、三维建模的功能配置优化、控制逻辑的模型构建、系泊移位的图形展示及计算分析等方法,优化确定非对称小水线面LNG传输平台的船型设计方案。

特定航线河海直达标准船型研发综述

为推进特定航线河海直达运输发展,提高河海直达运输船舶的标准化水平,该文通过梳理特定航线江(河)海直达船舶技术标准、标准船型主尺度系列和通航管理规定的修订情况,以及京杭运河江苏段至洋山港航线通航条件,结合特定航线江(河)海直达典型船型发展现状分析,在船舶主尺度、舱室布置、船体结构、船舶线型、推进与航速、节能减阻技术、适航和耐波性、吃水与浮态、绿色船舶技术、智能船舶与助航技术等方面分析特定航线河海直达标准船型的技术特点,最后简介了4种船型方案。政策发力和航运市场需求的蓬勃发展为该船型展现了良好的发展前景,基于生命周期评价,运用先进技术、满足船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)的绿色节能型智能船舶是标准船型的重要发展方向。

高职院校新形态一体化课程建设研究

在“互联网+教育”背景下,传统教材因版面设计陈旧等问题已不能适应新时代教学改革与发展的要求。为了保障教师授课质量和学生学习效果,新形态一体化课程教材开发和建设势在必行。以船舶电力拖动课程教材建设为例,在新形态一体化课程教材建设的选题开发及建设方面提出建议。

基于过度加速度失效模式的船型优化研究

选择第二代完整稳性中过度加速度的长期失效概率为优化目标函数,对船舶进行全船型线优化.采用自由变形技术作为船舶几何重构方法,优化方法采用可避免陷入局部陷阱的随机搜索全局优化算法.对某渔政船进行程序实验,优化后得出的新船型长期失效概率降低64.35%,有效降低了该船发生过度加速度的概率,验证了程序的实用性.

风电运维船发展现状及其典型船型水动力性能优化

对国内外风电运维船的发展现状进行调研。在此基础上,聚焦风电运维船的船型开发,结合风电运维船特定的作业环境和工作要求,设计3种典型船型,分别对其阻力和耐波性能开展数值仿真研究。结合工程应用实际对这3种船型中的某种船型开展线型优化设计,并通过水池模型试验验证优化效果的可信度,为风电运维船的总体性能设计和优化提供技术支撑。

双燃料集装箱船B型LNG独立舱船体舱段有限元分析

基于DNV-GL规范要求,对大型集装箱船B型LNG燃料舱船体结构开展舱段分析,通过屈服和屈曲强度研究,得到各典型工况下结构受力特性和高应力分布,并进行相应的局部加强。以此为基础对燃料舱结构形式作出改进,避免了原始设计单侧受力过大且受力不均的缺点,且使结构减重115.4t,燃料舱舱容增加3.85%。

橡胶水封接头可靠性提高技术与性能试验

针对三峡升船机下闸首工作大门充压水封存在接头质量差、强度低等问题,为了减少充压水封对下闸首工作大门整体使用性能的影响,综合考虑充压水封运输及现场安装条件,对充压水封接头成型方法进行优化,提出了橡胶水封“分段填模、整体成型”的新接头成型方法。采用两种不同接头成型方法制作了充压水封接头试样,对充压水封接头部位试样进行了孔隙率测定,并开展拉伸特性与抗冲磨性能试验。试验结果表明:“分段填模、整体成型”的橡胶水封接头成型方法可大幅提高充压水封接头质量和强度,延长充压水封服役寿命,且对充压水封硬度及其它机械物理性能影响较小。

小型邮轮极地环境下住舱舱室空气环境舒适性分析

针对冬季工况下国产小型邮轮极地环境下住舱舱室的气流组织,文章采用CFD软件对使用方形散热器、圆形散热器以及孔板散热器等不同通风末端布置方案的住舱舱室的气流组织进行计算仿真,研究得到了住舱舱室气流组织的温度、预测平均评价指标(PMV)、预期不满意百分数指标(PPD)以及风速等参数的仿真结果,经对比分析获得通风末端布置的最佳方案。并根据方案间的对比得知,在极地环境下,采用方形散热器或圆形散热器能够有效改善住舱舱室室内环境,提高人体舒适度。

高速三体船研究综述

从水动力理论、模型试验和船型优化等方面对高速三体船的研究进展进行了综述,阐述了高速三体船的应用前景,归纳评述了有关的研究成果和尚存在的问题,并提出了关于这种新船型的若干研究方向.