复合材料双体艇结构强度的直接计算

复合材料双体艇在实际多工况条件下受力复杂,目前计算其强度大多仍然采用规范计算法,计算手段落后,实际强度特别是局部强度往往难以得到保证。以复合材料双体艇为计算对象,根据结构特性、实际航行区域选取单工况、组合工况的多种主要危险工况,采用直接计算法进行船艇结构强度计算。计算获得了全艇结构的应力变形情况,引入无因次法综合分析工况下的危险点、危险结构,对其他复合材料双体船的强度计算具有一定的参考价值。

顶浪、斜浪中复合材料双体艇艇体结构耦合响应数值分析

采用流固耦合(Fluid-Structure Interaction,FSI)的艇体波浪载荷和结构响应的数值分析方法,对顶浪、斜浪中复合材料双体艇结构的动态响应进行研究。分别建立了完整的复合材料艇体有限元模型以及流场模型,基于数值水池造波技术,通过计算获得了顶浪、斜浪中复合材料艇体结构的时域动态响应结果,选取高应力梯度区域,通过网格加密重构同时获得了复合材料的层间应力。选取具有代表性的前10大等效应力与内外面板最值主应力,在将FSI与传统基于经验公式的有限元法(Finite Element Method,FEM)的结果对比中发现,FSI中拱、中垂的计算结果更接近于FEM弯扭组合工况,而采用《钢制双体船直接计算指南》计算复合材料双体艇时,所用经验公式的顶浪航行波浪载荷计算值偏小。

基于Mamdani推理法的双体无人艇模糊控制器设计

为研究适用于双体无人艇的运动控制方法,研究模糊控制技术在航速/航向这2个运动控制方面的应用。构建航速/航向模糊控制器:在航速控制器中选取三角形型隶属函数进行模糊化,在航向控制器中选取高斯型隶属函数进行模糊化;根据人的控制经验形成规则库;选取Mamdani法作为模糊推理方法;选取面积重心法作为解模糊的方法。仿真结果表明,模糊控制方法在双体无人艇的航速/航向控制是有效的。

高性能双体滑行艇设计

本文对我国首制的 40客高性能双体滑行艇主尺度选择及线型设计进行了论证 ,列出了双体滑行艇主要要素的选择方法及设计与演变中应考虑的因素。叙述了动力装置选型的基本思路及船、机、桨匹配中应注意的问题 ,并结合实例介绍了计算方法及实艇试验结果。

双体滑行艇主尺度、线型和槽道参数对快速性的影响

本文根据高性能双体滑行艇系列试验资料和三种八型实艇设计经验，分析了双体滑行股主尺度和槽道参数对快速性的影响。由分析可知：折角线长度、片体抗角线宽度、槽道参数（包括槽道相对宽度、槽道相对高度、槽顶斜升角、槽顶纵剖线和槽顶诱导断级）和纵向重心位置是影响双体滑行艇快速性的主要多数，而艇体负荷系数、艉部宽度和剖面形状等是影响快速性的次要参数。文中叙述了单、双体滑行艇船型的区别、特点、速度范围及设计与演变中应考虑的因素；列出了四种适用于不同范围的横剖面形状供参考。

基于改进遗传算法的双体无人艇性能优化分析

基于并行策略遗传算法对双体无人艇性能进行综合优化分析。首先建立以快速性、操纵性、抗倾覆性和耐波性为目标函数的综合优化数学模型,并使用响应面拟合的方法建立了3种不同的阻力数据库,通过遗传算法对其进行优化分析选出一组最适合本文的阻力数据库。在此基础上选取5个设计变量作为敏感变量进行讨论,其中最为敏感的2个变量将进行并行策略运算,根据计算分析得到双体无人艇最终优化结果。通过以上计算不仅可证明所构建的优化软件可行性,同时还证明采用并行策略遗传算法可以有效提高算法的优化效果。

绿色能源双体无人艇艇型综合优化分析

为了实现绿色能源双体无人艇的艇型最优设计,本文对艇型设计的多目标策略和智能优化算法进行研究。首先综合考虑太阳能和风帆以及快速性、操纵性、耐波性和抗倾覆性四大性能对艇型设计的影响,建立综合优化数学模型;然后基于遗传算法改编的综合优化设计软件确定总目标函数最优情况下的遗传次数、种群规模、变异概率和交叉概率;最后采用外部分层策略对遗传算法结合粒子群和混沌算法,进行了混合算法的比较分析。结果表明,相比于单一遗传算法,混合算法的优化效果更好,且在不同载波概率情况下,遗传算法+粒子群算法的优化效果均为最佳,外部分层策略可以有效提高寻优效果。

普通双体无人艇艇型综合优化设计分析

本文基于一艘典型的单体试验艇(长宽比约为11∶1),在单体试验艇艇型参数基础上考虑其综合性能(快速性、操纵性)进行双体无人艇的艇型综合优化设计分析。讨论不同子目标函数的分配权重时,优化结果随着不同遗传代数的变化,根据优化计算得到了设计排水量100 t的包括低、中和高速双体无人艇的9组最优化结果。根据优化结果得到遗传算法的收敛代数,分析子目标函数关于吃水敏感度,并探讨影响操纵性性能的艇型瘦长度和艇型中纵剖面投影的关系。运用单体艇进行双体无人艇的优化设计办法可为相似的无人艇性能优化设计提供参考,得到的9组优化结果可用于今后加入更多性能指标进行优化提供对比分析。

高速双体滑行艇加装水翼试验研究

双体滑行水翼艇是一种集双体滑行艇和水翼艇为一体的复合型高速艇,通过双体船增加艇自身横向稳性及其耐波性。在双体滑行艇两片体内侧增设滑行水翼面,在运动过程中,航速达到一定值后,水翼的水动效应为艇体提供一定的升力,使艇体上升,减小艇底湿面积及其阻力,使双体滑行艇阻力大大降低。双体滑行水翼艇兼备了双体滑行艇和水翼艇两者优点,双体滑行水翼艇综合解决了高速艇稳性和快速性问题,使艇的技术性能得到很大的提高。

一种绿色能源小水线面双体无人艇优化初步研究

文章针对小水线面双体无人艇,选取该无人艇的快速性、操纵性、耐波性和太阳能系统的目标函数,确定设计变量和约束条件的范围,建立了综合优化数学模型,并选取合适的优化算法,自主编写了一套优化设计软件,进行综合优化计算。先比较不同代数的粒子群算法的适应度函数值,而后选用粒子群算法作为主算法得出最好的5个个体信息,与自身及其他优化算法结合进行二次计算。最终得到小水线面双体船最优船型参数,研究结果可为小水线面双体无人艇各项性能优化的多目标、多变量及多约束条件综合优化问题提供参考。

双体滑行艇动力装置及船、机、桨匹配之考虑

该文概述了高速滑行艇主机选型中应考虑的一些问题,并结合实例着重讨论了双体滑行艇动力装置选型及船、机、桨匹配中应注意的问题。

某高速槽道滑行艇船型优化研究

高速槽道双体滑行艇是一种具备贯穿中间的槽道和两个深V型片体的船型,槽道内部的气体层可以起到减阻作用,是一种水动力性能优良的船型。针对该船的船型参数和槽道几何参数对水动力性能的影响进行研究,并探索其优化方法,为未来双体滑行艇新船型的开发奠定基础。本文以某型槽道双体滑行艇为研究对象,研究船型参数和槽道参数对阻力和航态的影响,并基于Savitsky经验公式和遗传算法进行阻力优化,同时采用CFD方法进行优化效果验证,得到水动力性能更优越的槽道双体船型。

太阳能游艇

介绍一种太阳能双体艇,型小轻便,适于游人自主驾驶。太阳能游艇依靠太阳能发电提供主要能源,航行中无尾气排放,无燃油泄露的隐患。

基于STAR-CCM+平台的双体槽道滑行艇水动力性能研究

双体槽道滑行艇具有优良的航行性能。在高速航行时,槽道内的高压气体能减小摩擦阻力,同时降低波浪的砰击力以提高艇体的稳定性。为了精确评估双体槽道滑行艇的水动力性能,基于STAR-CCM+平台对其阻力性能和在迎浪规则波中的耐波性能进行研究。求解RANS方程,用VOF法捕捉自由液面,并使用重叠网格技术模拟艇体的6自由度运动,得到了不同航速下的阻力及在规则波中的运动响应,给出了兴波特性以及艇底的压力分布。阻力计算结果与船模试验吻合良好,可为这类艇型的水动力性能预报提供参考。