舰艇进水过程中的不沉性指标计算及实验研究

为了描述舰艇进水过程中的不沉性指标随时间的变化关系,文章首先建立了进水过程的姿态参数时域微分模型;然后,分析了国外提出的流量差值迭代法的不足之处,建立了基于"四阶龙格—库塔"的数值求解算法,分析了其求解的物理意义,并进行了船模实验验证。最后,以某船模为对象进行了进水过程中浮性和稳性指标的仿真计算,计算结果揭示了进水过程可能会比进水稳定平衡状态更加危险的现象。

舰船破损进水过程中的不沉能力损伤等级分析

目前,国内外对于破损舰船剩余不沉能力的研究,主要以破损进水后的最终状态为判断依据.然而,该研究有一定的局限性,没有考虑进水过程中可能出现的危险状态.文中在分析美海军不沉能力损伤等级评估指标体系的基础上,利用层次分析法和灰色关联度计算,建立了舰船破损进水过程中的不沉能力损伤等级评估算法,对破损进水过程中的沉没危险性进行了量化分析,并通过案例计算验证了该模型的准确性.

载荷AUV进水过程分析及分离运动仿真

根据一定的假设和简化处理,运用基于计算流体力学的VOF多相流技术,建立了进水过程的流体力学模型,针对前、后平衡舱空腔在静止情况下的进水过程进行数值模拟,得到了进水体积随时间的变化过程。在数学建模的基础上对分离前不同进水速度和不同初始速度作用下载荷AUV的弹道及分离后载荷的弹道进行了仿真。仿真结果与水池实验结果吻合较好,证明了弹道仿真结果的可靠性,对今后进一步的研究提供了理论参考。

舰艇横摇进水过程姿态参数数值求解与实验研究

目前在进行破损舰艇进水过程姿态计算的理论和实验研究时,主要还是针对静水情况进行分析,而未考虑舰艇横摇运动下进水过程的姿态计算。基于此,首先以横摇运动的进水过程为研究对象,建立横摇运动微分方程组;然后,在对时间域进行离散化的基础上,使用"四阶龙格—库塔"公式建立数值求解算法;最后,对模型及求解算法进行船模实验验证。设计的实验包括3个不同的进水模式,船模实验结果表明了模型和算法的准确性。所建立的模型和算法可直接用于舰艇横摇运动的仿真,并能为横摇过程中的舰艇稳性计算提供支撑。

舰船破损进水过程的非线性横摇运动仿真

建立了大型舰船破损进水过程的横摇运动模型。该模型描述了破损进水运动和船舶横摇运动的耦合,并运用Runge-Kutta迭代方法对具有进水过程的横摇运动进行数值仿真,并探讨不同参数的影响,从而为舰船防沉抗沉提供理论依据。

舰船进水过程中沉没判据研究

目前,国内外对于破损舰船沉没判据的研究,主要以舰船破损进水后的最终状态为判断依据,没有考虑进水过程中可能出现的危险状态,有一定的局限性。本文在分析美海军沉没判据不足的基础上,给出新的沉没判据表达式,用以判断舰船在进水过程中是否发生沉没,并通过某船计算验证该沉没判据的准确性。

基于抗沉干预行为的舰艇进水过程建模与仿真

[目的]实战损伤条件下,舰艇进水是舱室进水漫延与舰员抗沉行为相对抗的过程。现有的不沉性理论无法客观、全面评估抗沉干预对战损舰艇进水过程的影响,缺少从全时域的角度对战损舰艇进水过程开展预测的手段。[方法]首先,分析抗沉干预下舰艇破损进水的耦合关系,构建进水过程时域模型,进而给出数值求解算法;其次,结合案例分析抗沉干预要素对不沉性的影响,并开发可视化、交互式的仿真系统。[结果]通过仿真系统实现了进水过程与多种抗沉干预方式的综合评估,是对现有不沉性理论的有效补充。[结论]该成果不仅可帮助设计人员掌握抗沉设计方案对干预进水过程的有效性,指导舰艇抗沉能力的设计;还可应用于抗沉指挥决策的态势预报,具有较高的军事应用价值。

破损船舶进水过程的时域计算研究

进水过程是影响破损船舶安全的三个主要问题之一。该文基于伯努利方程建立破损船舶进水过程的时域模型,用流系数修正破口的位置和船体的运动等影响,利用增加重量法求解浮态参数,采用梯形法积分计算进水体积和进水时间。通过对不同舱室、不同破损位置的进水过程进行时域计算,结果表明进水速度呈缓慢增大再减小直至最后为零的趋势,进水过程中的浮态参数变化平缓,进水时间和破口位置有关。开展破损船舶进水过程的时域计算,可为波浪中破舱稳性的研究奠定基础,为后续破舱稳性衡准的制定做好理论储备。

岩石弹性波速度和饱和度、孔隙流体分布的关系

在实验室对 6种砂岩进行了连续的进水和失水实验 .测量了两个过程的纵波速度VP、横波速度VS 进水和失水速率随饱和度SW 的变化 ;分析了低饱和度时流体对岩石弹性性质的影响 .实验表明 ,进水和失水过程显示不同的纵、横波速度与饱和度关系 ,速度不仅与饱和度有关 ,还与不同饱和阶段的孔隙流体分布有关 ,而且也是水和岩石骨架之间的物理及化学作用所致 .

横风横浪中破损船舶瘫船稳性倾覆概率研究

为了评估船首破损以后的倾覆概率,基于完整船舶瘫船稳性研究,尝试将破损船舶时域进水过程和倾覆概率计算结合。用Monte Carlo方法数值模拟某船破损以后的倾覆概率,采用四阶Runge-kutta方法求解横摇运动方程,研究不同载况下的倾覆概率和稳性高度变化。计算结果表明:相比完整船舶,破损船舶的短期和长期倾覆概率都增大;而在进水过程中,破损船舶的倾覆概率先减小后增大,到进水终了时刻达到最大。研究成果可望为破损船舶瘫船状态下的倾覆机理和波浪中破舱稳性衡准的制定提供技术支持。

破损船舶运动三维视景展示软件的设计与实现

文章主要对破损船舶运动及进出水运动结果三维视景展示进行研究,开发了一款仿真软件,首先对软件进行功能需求分析,确定了软件总体方案和基本结构,并给出了软件主界面原型,软件中实现了船型建模、运动控制、模拟、颜色设置等功能模块,然后给出软件中主要的功能模块的设计思路和实现方法,最后,展示了软件主要功能模块的实现效果。