遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入遗传算法(GA)对该优化问题进行求解.在船体曲面和甲板的非均匀有理B样条(NURBS)曲面表达基础上,应用GA算法,采用实数编码方式,对船舶自由浮态进行计算,在实践中对GA算法进行必要的改进,提高进化速度,并编程实现.通过对两条实船完整浮态和破舱浮态进行计算,并与传统方法的计算结果对比表明,用GA来解船舶自由浮态的方法是简单可行的.由于该计算是基于曲面表达的计算,故比二维表达基础上的计算更精确.与其他迭代方法相比,它不需要人为给定初始迭代点,只需给出船舶总重量和重心位置;设计变量直接取吃水、横倾角和纵倾角,不必预先计算倾角的正切值,使用方便.

浅谈浮态下船舶新加圆柱形克令吊精度控制

本文简要介绍浮态下船舶新加圆柱形克令吊精度控制的目的,影响精度的因素和精度控制的重点、难点及如何进行有效控制。

基于CGAL的船舶浮态计算

为提高船舶浮态计算精度,提出一种基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)的船舶浮态计算方法。利用CGAL中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面型值数据;对横剖面型值数据进行简化和等距偏移,得到各肋位处的外板数据;通过水线面和外板数据求交计算得到雅克比矩阵系数;通过牛顿迭代法求解船舶浮态方程组计算出船舶浮态。以散货船"SHANDONG REN HE"为例,对10个典型载况进行了实例计算,与装载手册给定值相比,浮态计算结果误差较小。结果表明:相比于传统方法,本文所提出方法适用于船舶任意浮态,计算精度较高,实时性较好,具有一定的工程应用价值。

基于差分进化算法的船舶自由浮态计算研究

及时准确获取船舶破损后的浮态参数是采取正确抗沉措施的重要前提,所以船舶自由浮态计算是船舶破损后快速扶正首先要解决的问题。采用差分进化算法对平衡多目标函数进行求解。差分进化算法采用实数编码,选择阶段采用了贪婪算法,实现更加简单。根据对2,000t专业溢油处置船的计算,并与遗传算法比较,计算结果更为精确,收敛速度相当。该方法可以在保证较高的收敛速度前提下,提高自由浮态的计算精度。

计及浮态的双体船阻力数值预报

本文在考虑浮态影响的情况下数值计算了一条渔业养殖用双体船的阻力。计算中做了网格依赖性验证,确保计算的有效性。获得了7个航速下的船模阻力,发现当航速增加到一定程度后,阻力会剧烈增加。

基于GPU并行的液货船破损浮态计算

为了提高液货船破损浮态计算性能,提出一种基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)的船舶破损浮态并行计算方法。通过对船舶三维模型切片,然后对所有切割肋位横截面做等距偏移和简化,得到船舶外壳和破损舱室的外板离线数据。在GPU中进行船舶外壳、破损舱室和水线面的求交计算。然后对雅可比矩阵系数分类进行并行计算,将计算得出的雅可比系数送回中央处理器(center processing unit,CPU)中求解船舶破损浮态方程。通过计算两种载况下的破损组合,与直接使用CPU计算相比,在保证计算精度的前提下,计算速度可提高9~14倍,有效提高了液货船破损浮态浮态计算的实时性。

船舱破损浸水与船舶下沉的函数关系

此文简述了船舱破损浸水后,给船舶浮态带来的变化及运动。

水面比降对船舶航行阻力影响的数值研究

水面比降是影响船舶水动力性能的重要因素之一。为了揭示船舶航行遭遇有比降水面时的水动力特性,采用计算流体力学(CFD)方法,以某集装箱船为研究对象,基于RANS方程,利用VOF方法捕捉自由液面,放开船体升沉和纵倾两个自由度,分析了水面比降对船舶航行阻力与浮态的影响。首先进行船舶在不同纵倾角时的阻力计算,并与试验对比,验证仿真方法计算船舶浮态和阻力关系的准确性。然后通过改变河道断面纵向收缩角和入口流速,获得了水面比降变化引起的船舶阻力、浮态、伴流等参数的变化规律。结果表明:计算流体力学(CFD)方法可以用来模拟船舶遭遇比降水面时的阻力变化和航行特性,评估船舶航行能力;船舶的总阻力随着比降的增大而增大;比降对摩擦阻力的影响较小,在高流速下,摩擦阻力随着比降的增大还有一定程度的减小;总阻力增大的原因主要是压阻力在总阻力中的占比随着水面比降的增大而增大,这将增大船舶航行难度。研究结果可为船舶航行于带有比降水面时的安全决策提供一定的参考。

重大件货物运输船舶稳性的计算

随着经济和重工业的发展,重大件货物运输业也得到了长足的发展。作为海上安全监管部门,我们如何确保重大件货物运输船舶的安全就成了首要问题。本文通过分析重大件货物船舶浮态和稳性中各项关键参数的计算方法和过程,使我们更有效地监管和服务载运重大件货物的船舶。

船舶浮态计算的一种修正方法

为提高船舶浮态计算的精度,提出一种基于加密数字型值表的船舶浮态计算修正方法.在常规浮态计算方法的基础上采用Nowton迭代法进行修正.将计算机图形学的SH多边形剪裁算法用于横剖面与水线面的求交.基于坐标系仿射变换将空间倾斜水线面降到二维,将倾斜水线面轮廓提取问题转换成二维多边形凸包求解问题.在此基础上详细给出了雅克比矩阵系数的求解方法.以散货船"太行128"为例,对五种典型载况进行了计算,结果表明该修正方法适用于船舶小纵倾和大纵倾的情况,提高了计算精度,具有一定的工程应用价值.

船舶浮态计算的一种优化方法

求船舶空间浮态就是计算船舶在某种给定载况下的三个浮态参数,它归结为求解一个隐式非线性方程组.采用传统的逐次线性化方法迭代求解方程组计算较繁、工作量大,且不易编程.为此探讨了优化方法在船舶空间浮态计算中的应用.利用最小二乘法的思想,将原问题转化为相应的数学优化模型,采用惩罚函数法对其求解.该方法不需要计算船舶水线面面积、漂心和惯性矩等要素,计算结果准确、可靠,且易于编程实现.通过算例证实了该方法可行、适用.

船舶浮态的计算

为了适用于客滚船舶配载计算的需要,根据船舶的浮态力学平衡方程,提出了船舶浮态参数按逐步加量的递进计算方法.这个方法的特点是,可以依次对每一项船舶装载的重量都计算出相应的船舶浮态参数.通过与其他计算方法的比较,证明该方法具有很好的计算精度和易于在计算机上实现程序运算的优点.这个方法应用于客滚船舶配载程序中,使得整个配载过程更加灵活和可控.该方法也可用于其他类型船舶的配载计算.

水尺标志勘划与吃水量计

准确勘划船舶水尺的目的是在营运中显示船舶浮态,以通过检测量计吃水值,推算船舶排水量及载重吨位等技术数据。船舶应在其左、右舷的首、中、尾勘划水尺标志,因为它们直接涉及到运输船舶的航行安全。

基于Visual C++散货船自动配载仪的开发

针对以往散货船手动配载程序的不足,提出并开发船舶自动配载程序,根据船舶载货量、积载因数、吃水等要求自动确定船舶的配载方案,并给出满足相关规范、公约要求的船舶稳性、浮态、强度等指标的计算结果.在自动配载的基础上增加了手动微调的功能.通过实船的计算结果证实该程序具有迅速合理确定船舶配载方案的优点,不仅加强了船舶装载计算机的功能,提高了船舶配载效率,而且为保证船舶安全装卸提供了理论依据.