基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。

船舶舱底水仿真教学系统及其应用

针对STCW公约马尼拉修正案对模拟器培训的强化要求,在分析目前防污染设备学习管理现状的基础上,以万箱船舶的舱底水系统为研究对象进行建模仿真,研究开发了基于二维仿真界面和智能评估系统的船舶舱底水仿真教学系统,通过该系统基本操作学习内容和智能评估的展示,为船舶防污染设备的学习训练提供一个高效率的操作平台。

微生物燃料电池处理船舶舱底水

以花生壳为原料,制备一种新型生物炭阳极材料,用于微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)处理船舶乳化油。生物炭基MFC对乳化油的24 h降解率达到85.20%,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率为79.89%,高于传统石墨毡、碳布作为MFC阳极对乳化油的降解率和COD去除率。研究结果表明:生物炭阳极比传统的石墨毡、碳布阳极具有更好的吸附性能以及生物相容性,能够有效增加阳极表面微生物的数量,显著提高MFC对船舶乳化油的降解效率,减少COD。应用微生物燃料电池技术处理船舶舱底水具有一定的发展前景。

GC-MS在船舶舱底水污染源鉴别中的应用

为了给船舶舱底水溢油鉴别提供一种实用有效的分析手段,在3个船舶舱底水中分别取可疑溢油油样US、1S、2S,采用气相色谱质谱法(GC-MS)对3个可疑油样和一个模拟溢油油样EUS进行了测定数据分析,通过正构烷烃相对浓度分析、诊断比值分析和模糊诊断分析,最终确定了溢油源为US.实验结果表明,采用GC-MS测定的实验数据和分析方法合理,可为船舶溢油鉴别提供帮助.

船舶舱底水系统设计探讨

本文先对船舶舱底水系统进行介绍,之后再根据相关的规定来分析舱底水系统的设计要领和常规设置,并提出有效排除舱底水的措施。

几何测量法船舶舱容计量不确定度分析

船舶舱容量计量目前主要采用容量比较法和几何测量法,而在实际应用中,几何测量法更为普遍。本文基于几何测量法,以典型船舶舱作为分析对象,对其进行测量不确定度分析,验证该方法的有效性和测量结果的准确度。

冲击波和破片联合作用下舱段毁伤效应分析

为了研究冲击波和破片联合作用下船舶舱段的毁伤效应,首先在ANSA中建立舱段的有限元模型,设定材料模型、模拟舷侧破口、建立战斗部模型和耦合模型;之后在AUTODYN中对比分析了爆炸冲击波单独作用以及冲击波、破片联合作用2种情形下,船舶舱段的舱内爆炸载荷特性、舱室结构等效塑性应变及位移等数值结果的差异。结果表明:考虑冲击波和破片的联合作用时,冲击波压力曲线的前期趋势与冲击波单独作用下大致相同,但由于冲击波从破口发生泄漏,舱室内压力会较早达到准静态压力状态。同时,爆炸当舱的更多区域出现了大破口,毁伤主要表现为角隅大塑性变形以及边缘大面积撕裂,甲板和舷侧的最大位移和等效塑性应变也较冲击波单独作用大得多。

带坞舱船舶尾舱消浪装置消浪性能研究

目的 带坞舱船舶尾部具有与外界连通的自由液面,由于船舶运动会在坞舱内产生波浪,形成有害的波浪砰击,影响舱内装备的正常作业。针对这一问题,系统地对带坞舱船舶尾舱内的消浪方案进行模拟与优化,提出一套具有良好消浪性能的消浪装置方案。方法 以荷兰皇家海军两栖运输船为目标进行三维建模,使用CFD方法对其进行不同波浪下船舶响应模拟和分析,监测船舶的运动响应和舱内多个监测点的波高情况,使用多孔挡板为基础,给出一套消浪装置,并进行带有消浪装置方案的船舶响应模拟,评估该消浪装置方案的消浪性能。结果 对舱内首端和侧壁布置多孔板消浪装置,消浪效果可达40%~50%,验证了该消浪装置的可行性。结论 采用多孔介质区域模型对带有多孔介质消浪装置的整船进行数值模拟,在计算效率远高于对实际物理模型建模的同时,可以得到较好的消浪效果。

船舶容量计量技术应用与发展

容量计量技术的历史悠久,关乎国民经济和重点工程建设。船舶容量计量技术伴随着船型的研发设计不断发展,已经形成了涵盖液货船、化学品船及气体船等船型的技术体系。通过回顾容量计量技术和船舶容量计量技术的发展历程,对现有技术的应用和不足进行分析,并结合机器视觉、人工智能及新能源等技术,探讨从单参数向综合参数、从结果管控向过程管控的发展方向,对未来需要关注的技术和产业融合提出建议。

基于ASME BPVC的船舶耐内压方舱强度评估方法研究

[目的]针对船舶耐内压方舱结构性能评估方法尚不明确、舰船通用规范要求并不完全适用的问题,开展适用于船舶耐内压方舱结构的应力分析方法和强度评估衡准研究。[方法]基于弹性力学理论分析ASME BPVC中常用的Mises和Tresca两种屈服准则,根据安全性原则确定Tresca屈服准则为适用于船舶耐内压方舱结构的分析准则;以舱壁板架为基本单元,基于ASME BPVC对船舶耐内压方舱结构进行应力分类,得到4个典型评估位置,即板格中心、板格短边中点、板格长边中点和板格角点;为减少工程计算量,基于应力线性化理论,提出板单元有限元分析的应力分量理论公式和数值计算方法;同时建立板架实体单元有限元模型,对比两种模型下结构强度评估结果。[结果]与实体单元模型准确结果相比,板单元应力分析误差基本在3%左右且板单元结果普遍偏大,结合船、核结构安全保守性评估原则,可认为基于板单元有限元模型和ASME BPVC的船舶耐内压方舱结构强度评估方法满足工程需求。[结论]所做研究可为船舶耐内压方舱结构应力分析和强度评估提供参考,对攻克核动力装置上船面临的技术瓶颈问题具有重要意义。

船舶淡水舱涂层修缮疑难点分析

“三分油漆,七分施工”,对于淡水舱的特殊舱室及特殊涂层来说,施工过程的技术与质量控制显得更为重要。不同的承修公司对“特涂”的理解和认识也有所不同,但不同的施工队伍在施工过程中都存在着许多共同的质量问题,本文明晰产生常见质量问题的疑惑,重点关注涂层施工与检查的难点,不仅是对施工人员的要求,也是对涂装检验员的要求,有利于各方达成质量共识,共同维护好事关船员生命健康的“特涂”质量要求。

近海绞吸挖泥船与运砂船联合装舱与吹填施工实践

绞吸挖泥船是在近海疏浚吹填工程中运用广泛的工程船舶,其具备开挖精度高、经济性好、可自动化施工与优良施工性能等特点。但由于回填砂匮乏,获取砂源的方式日趋困难,长距离运砂已成为如今国内外疏浚吹填市场所面临的首要问题之一。在此背景下,运砂船的参与可极大程度解决绞吸挖泥船所面临无砂可转运并吹填的问题。同时,绞吸挖泥船可在不具备采砂条件的近岸对运砂船进行供砂,也可解决运砂船所面临的取砂问题。基于此,本文介绍大型绞吸挖泥船与运砂船组合施工的相关实践,为后续类似的大型疏浚吹填工程项目的取砂与吹填提供借鉴思路。

吊舱推进与传统推进船舶操纵性能对比分析

吊舱推进器因具有提高船舶推进效率及操纵灵活等特点而越来越受到人们的重视。为深入研究吊舱推进船舶的操纵性能,文章对某深水铺管起重船进行了吊舱推进操纵和舵操纵两种方式下的操纵性模型对比试验,试验结果表明,吊舱推进操纵船舶的回转运动性能及应舵性能要大大优于舵操纵船舶,而纠向和保持航向能力两者相当;同时,文中对吊舱推进船舶的操纵性能进行了分析,可为实船操作提供一定的参考。

基于VBA的船舶交互式智能分舱方法

船舶分舱及舱室数据的生成是船舶稳性计算的前提.文章在AutoCAD2002环境下,采用VBA工具和ActiveX技术,对船体的交互式智能化分舱方法进行研究,实现了船体的自动交互式分舱、舱室分舱概图自动绘制,同时得了到舱室定义文件.该方法可以快速得到多个分舱方案,同时生成相应的舱室数据,为后续的稳性计算及评价提供基础,也进一步提高分舱设计与稳性计算的智能化水平.

船舶住舱热环境优化设计分析

[目的]船舶住舱的热舒适性对船员生活与工作有着重要影响,而采用实验研究和传统的数值模拟试算法进行送风参数设计耗时较长,为此,将基于本征正交分解(POD)的逆向设计方法应用于典型住舱的送风参数设计。[方法]选择船舶典型的住舱结构,采用计算流体力学(CFD)方法建立三维数值模型,在获得流场、温度场以及浓度场结果的基础上,结合基于本征正交分解的逆向设计方法,以九人住舱的热舒适性和呼吸区最低污染物浓度作为优化目标进行逆向设计。[结果]结果表明,基于本征正交分解的逆向设计方法可以对多参数、多目标进行逆向优化,相比传统的试算法,其可节约时间90%以上,大幅提高了船舶住舱送风参数的设计效率。[结论]本征正交分解方法是一种高效的船舶住舱设计方法,通过逆向设计,可以得到合适的送风参数设置范围,能够为船舶住舱送风参数的选择提供参考。

船舶吊舱推进电机控制策略发展综述

随着船舶节能减排要求的提高,吊舱推进系统因其具有常规电力推进无法比拟的优点而成为目前国内外造船界的研究热点。本文对船舶吊舱推进电机的类型及特点进行分析,归纳和总结了国内外在船舶吊舱推进电机的结构、类型、负载特性以及电机控制等方面的研究及应用现状,并对推进电机的控制策略进行分析。在此基础上,对未来船舶吊舱推进电机控制策略的发展做了展望,并对基于无模型自适应控制的船舶吊舱推进电机控制系统进行研究。

船舶吊舱安装工装设计

针对目前船舶吊舱安装工装工艺不完善与不规范等问题,提出一种船舶吊舱安装工艺,并依据该安装工艺,对船舶吊舱安装工装的功能进行分析,设计一种广泛适用于船舶吊舱的安装工装。利用仿真分析方法分析工装结构在静力作用下的强度和刚度,校核工装结构及尺寸的合理性。结果表明,该工装满足强度和刚度要求,可以实现船舶吊舱安装过程中对吊舱姿态的调整与对中,对船舶吊舱安装工装设计具有一定的参考意义。

无压载水舱船舶的研究进展

为了保证船舶空载时的平衡和稳性,船舶需要装载压载水航行,以达到降低船舶重心的目的。但是,压载水舱的海水排放出去,会造成海洋生态污染。为了彻底解决压载水带来非本土水生物种的问题,最近几年国外科研人员提出了具有创新思想的无压载水舱船舶概念。本文介绍了这一新技术的研究概况,希望有助于国内无压载水舱船舶的研究以及设计开发。

浅析船舶液货舱容计量的质量控制

本文主要从舱底残油测量、液货舱空距测量、液货温度测量和液货底水测量等模块进行深入分析,提出各个模块质量关键控制点,从而提升液货船舶舱容计量工作质量。

船舶压载舱的牺牲阳极保护

论述了船舶压载舱产生腐蚀的原因、防腐蚀保护的方法。介绍了中国船级社有关牺牲阳极阴极保护的原则规定、设计要求、安装要求、定期检查项目。最后,将腐蚀的舱壁采用涂装或牺牲阳极阴极保护两种方法进行了经济效益对比分析,得出安装牺牲阳极阴极保护的经济效益显著的结论。