基于FFT-FS频谱细化技术的船模耐波性试验测量信号分析方法研究

针对FFT频率分辨率受限制且精度不高的缺点以及船模对波浪的运动响应频率是低频且窄带的特点,采用FFT-FS方法对测量的运动响应信号在其对应的窄带频段内进行频谱细化获得更细致准确的信号频域特征;通过对该算法的运算量及分析精度的研究表明该算法是一种运算效率高、分析精度高且受信号本身信噪比影响小的频域分析方法;通过对船模运动响应的仿真信号和实测信号的分析表明该算法确实能有效地用于船模耐波性试验测量数据的定量分析。

基于低通滤波和经验模态分解的舰船耐波性试验信号分析方法研究

针对舰船耐波性实测信号中趋势项难以消除而影响滤波精度这一问题,采用经验模态分解方法消除趋势项的影响。根据舰船对波浪运动响应的低频特点,在经验模态分解前先进行低通滤波,可使实测运动信号中的谱峰频率处在相对高频位置,减少EMD迭代次数,并使有用信息包含在第一个IMF中,方便对有用模态的识别。还针对实船耐波性试验无法直接获得垂荡位移的实际问题,对垂向运动加速度联合采用低通滤波、数值积分和EMD去趋势项消除积分误差的方法获得垂荡,通过模型耐波性试验以及对实舰横摇角速度采用该方法求得的横摇与实测横摇的比较,验证了该方法在舰船耐波性实测信号分析中的有效性。

排水型高速船的耐波性试验与理论研究

对一艘30m级、Fr=0.871的高速巡逻艇在迎浪规则波中的纵向运动进行了耐波性试验,测量了该艇在不同航速下的升沉、纵摇、垂向加速度幅值响应曲线.同时,应用切片理论(STF法)对该艇在规则波中的纵向运动响应进行了理论计算.试验与理论计算结果比较进一步证实,对方尾排水型高速船,切片理论的计算结果具有相当的准确性,可用于高速单体船的方案设计中.应用文中运动频率响应曲线的试验和数值计算结果,进一步预报了该艇型在实际海区的耐波性能.

舰船大尺度模型耐波性试验海浪相似性分析

为了研究实际海浪环境中舰船大尺度模型试验海况的相似性,本文选取了不规则波海况的有义波高、特征周期和波能谱型为代表,基于某沿海海浪的大量统计数据分析了近岸海浪与远洋海浪的相似关系,并提出了大尺度模型试验海况选取原则及方法。研究表明,通过合理设计和选取模型缩尺、试验海域位置、气候季节、天气状况等条件,可保证模型试验海况与实船海况的相似性,从而论证了在真实海况下开展大尺度模型耐波性试验的可行性和科学合理性。

船舶耐波性试验测量数据处理系统开发及应用

针对船舶耐波性试验采集数据量大,实时处理难的问题,基于Matlab平台,以低通滤波及empirical mode decomposition(EMD)为程序内核,以FFT-FS频谱细化技术为辅助分析工具,开发船舶性能试验数据处理系统,该系统能有效消除测量数据中的噪声,自动识别趋势项,高精度提取频域细化谱,并可执行海量数据的统计分析,以全面获取实测信号的时域及频域特征。

基于系统辨识的大尺度模型耐波性试验实船响应外推预报

实际海浪环境中大尺度模型耐波性试验是一种新型试验技术,具有风浪环境真实、模型航行范围开阔和尺度效应小等优点,解决了水池试验和实船试验中存在的一些问题。该试验技术是研究真实海况中船舶响应的有效方法,因此近年来得到了广泛的研究关注。然而该试验技术目前仍存在一些尚未解决的问题,如何将大尺度模型测试数据准确外推换算至实船响应是一项关键技术。为此,本文提出了基于时间序列分析的实船响应外推方法,根据大尺度模型在某海况下的波浪及模型响应测量数据,基于系统辨识求解船舶的非线性时域响应函数,进而外推实船在其他任意输入海况下的运动响应。

水上飞机自航模型的耐波性试验综述

本文综述了在自然水域中水上飞机自航模型的耐波性试验,它为水上飞机或高速船舶的耐波性预报提供了新的途径。文中介绍了试验特点、模型和相似条件、波浪测试及分析、数据采集与处理、耐波性标准、试验步骤和结果及其经济性等等。

水上飞机耐波性试验数据处理软件开发及应用

在水上飞机模型耐波性试验中,试验环境会对试验数据产生干扰,常规的数据处理手段难以剔除干扰信号。针对该问题,基于LabVIEW和Matlab平台,开发了一套水上飞机耐波性试验数据处理软件,并通过仿真数据验证了该软件的功能性。软件以巴特沃斯低通滤波器和经验模态分解(EMD)联合数据处理方法为核心,通过对试验数据先采用低通滤波,然后进行模态分解的方法,剔除数据中的干扰信号。实际应用结果表明,该软件能够有效去除数据中的干扰项和执行统计值分析,并提供数据输出功能,提高数据处理效率和处理精度。

高耐波性排水型单体复合船型试验研究

以某一常规单体圆舭船型为母型,研究开发了一高耐波性单体复合型。选取三个单体复合船型方案模型进行了静水阻力、规则波及不规则波试验。分析了构成复合船型的组合附体的线型、尺度与安装位置对阻力和耐波性的影响,优选出一耐波性优良的复合船型。试验结果表明,所开发的单体复合船型可显著抑制舰船的纵向运动,具有合理的线型、尺度和布局的组合附体所形成的单体复合船型,对原船的静水阻力影响不大。该船型的开发对大幅提升常规单体排水型舰船的耐波性具有较大实用价值。

基于瞬态高斯波包的船舶耐波性模型试验研究

基于瞬态波(聚焦波)包的船舶耐波性模型试验耗时很短,可以显著提高试验效率。首先在大型拖曳水池模拟满足高斯波谱的不同聚焦波幅的瞬态波包,然后针对一艘钻井船,考虑其迎浪、首斜浪以及横浪状态,在瞬态高斯波包作用下进行耐波性模型试验。研究发现:试验模拟的瞬态高斯波包具有较好的波形和谱形特征;用聚焦波幅适当的瞬态高斯波包获得的钻井船垂荡、纵摇运动及垂荡加速度RAO(response amplitude operator)与规则波及白噪声不规则波的试验结果吻合较好,而且能有效地捕捉RAO曲线的峰值。为了获得合理的RAO,聚焦波幅不宜过大,谱峰周期需与相应的摇荡运动的固有周期相当。这项研究对提高船舶耐波性模型试验的效率具有重要意义。

中高速船加装减纵摇组合附体模型试验

对某常规单体排水式圆舭导弹护卫艇进行加装减纵向运动组合附体的模型快速性试验和耐波性试验。首先进行了小尺度模型的静水阻力试验和规则波试验 ,优选出阻力和减摇效果均较优的方案。进行了较大尺度模型的静水阻力试验、规则波试验和不规则波试验。试验结果表明减纵向运动组合附体可显著抑制舰船的纵向运动 ,包括垂荡、纵摇、艏、中、艉部加速度 ,以及砰击、上浪、波浪增阻等 。

LNG船运动响应数值计算与试验研究

随着能源需求的增加和人们环保意识的增强,天然气作为一种清洁能源越来越受到青睐。对于液化天然气的海上长距离运输,LNG船无疑是最有效、最经济的选择。耐波性作为船舶安全性能的一个重要指标,在船舶的设计和运营过程中必须考虑。本文采用挪威船级社SESAM软件计算了LNG船在规则波中的六自由度运动响应,研究航速和浪向对其运动的影响。根据相关要求制作船模进行其在规则波中的耐波性试验,并将计算结果跟试验结果进行对比。结果表明:浪向对其运动响应影响较大,横浪时升沉、横摇响应最大,迎浪时纵摇响应最大;计算结果与试验结果的变化规律吻合较好。

节能渔船的船型研究

本文介绍几种渔船尾型(即常规型、球尾型及与低转速大直径螺旋桨相匹配的隧道船型)及其模型对比试验的研究结果。根据阻力、推进、耐波性的试验表明,球尾船型和球首球尾船型对减少阻力、提高推进效率、改善耐波性等都是 十分有益的。文中还简要地说明了球尾船型的设计特点及方法。

一种半约束模适航仪动力特性分析

以一带摇臂装置的半约束模适航仪为研究对象,进行运动及受力分析,采用刚体动力学理论建立了摇臂装置的运动学及动力学计算模型,以一组船模运动仿真数据为输入进行仿真分析,验证了数学模型的可靠性.同时以实测船模运动数据为输入,分析摇臂装置的动力特性,并对实测数据进行了评估.

栈桥渡船联接器的设计

本文主要介绍栈桥渡船联接器的设计 ,包括其结构、性能、布置、材料的使用、耐波性试验及强度的校核等 。

船舶EEDI_(weather)中系数f_w的快速预报方法研究

随着能效设计指数(EEDI)的强制实施,船舶节能减排日益受到重视,对新造船舶的性能提出了更高的要求。IMO相继出台的EEDIweather自愿导则能够更全面地衡量船舶在风浪中的能效指标,其中系数fw对EEDIweather的计算有重要影响。为建立fw的快速预报方法,在设计阶段初步评估了船舶性能,进行了系列耐波性模型试验,并以试验结果为基础,结合ITTC推荐的阻力推力法(RTIM)计算了fw。应用多元回归分析得到fw的经验公式,经验证有良好的工程应用价值。

值得注意的大型集装箱船参数横摇现象

本文介绍了大型集装箱船的参数横摇现象，对大型集装箱船的影响、参数横摇的成因和如何避免参数横摇的办法作了探讨，还介绍了一种实用的IPRP系统(INTERING PARAMETRIC ROLLPRE-VENTION)即英特灵参数横摇预防系统的英文字母首字的缩写。IPRP系统能使横摇运动减少20％左右。最后作者介绍了IPRP在3200TEU集装箱船上的应用情况和5500，IEU超巴拿马型集装箱船的耐波性试验的情况，图4、表4。