单体小水线面水翼复合型高速船翼航阻力计算方法

对单体小水线面水翼复合型高速船(HYSWAS)的阻力计算原理进行了分析,在线性兴波理论的基础上,讨论了HYSWAS翼航状态兴波阻力的理论计算问题,同时也给出了该船型粘性阻力、水翼阻力、喷溅阻力以及空气阻力的计算公式,形成了一套较完善的HYSWAS翼航状态阻力计算方法.该方法计算结果可靠,可作为初步设计阶段估算阻力和主机功率之用。

水翼艇纵向运动多变量随机最优控制仿真

基于随机控制理论 ,针对全浸式水翼艇的多变量随机控制方法进行探讨 ,并着重分析水翼艇的纵向运动姿态的随机最优控制。首先 ,依据动力学原理对其运动方程的建立和线性化进行了推导。其次 ,利用线性卡尔曼滤波器对其纵向运动姿态进行估计 ,依据LQG性能指标构造了最优控制规律。通过施加控制前后状态的比较 ,可以看出 ,应用随机最优控制的方法 。

高速水翼船运动姿态控制研究

针对高速水翼船运动具有快速性、高度非线性、控制复杂及传统PID自适应能力较差等特点,以高速水翼船升沉与纵倾的姿态控制为目标,提出了一种复合式前馈模糊自适应PID控制器,通过将经典PID、模糊控制及前馈控制算法结合起来,实现了对高速水翼船的快速、精确控制。以改进型高速水翼船TR3800为例,利用Matlab/Simulink对其运动控制器进行了设计和仿真研究,结果表明:复合式前馈模糊PID控制器缩短了系统调整时间、减小了系统超调量、提高了系统的实时性,与经典PID、模糊PID相比具有更强的鲁棒性能和控制效果,实现了对船体升沉与纵倾的精密控制,使其运动更为平稳,对工程实践具有重要的指导意义。

双体水翼船模型试验研究

介绍了由作者设计的双体水翼船的船模试验研究情况。试验中，对船模的一些主要要素（如排水量、水翼面积、水翼位置、水翼展弦比和安装角等）进行了变化，得出了它们对船模总阻力影响的一些规律。

近水面水翼影响的船舶兴波时域计算研究

近水面水翼的兴波由升力线的自由面兴波来表达,船体的兴波考虑升力线兴波的干扰影响,三维时域格林函数法用于船体的兴波分析计算。以Wigley船型为数值计算例,考虑近水面水翼的影响,分别对单体船和双体船进行了船舶兴波计算研究,提供了兴波波形和兴波阻力的计算结果。以系列60船型为数值计算例,把计算的结果与发表的有关结果进行对比,具有较好的吻合。本文还对船舶自由表面兴波波形进行了时域数值仿真。

单体小水线面水翼艇的概念设计

本文针对一艘11．9m长的交通艇提出了单体小水线面水翼艇的设计方案。介绍了该艇的水翼配置与线型设计，以及艇的稳性和阻力计算。计算表明，设计艇具有良好的水动力性能。

我国高性能船技术进展(英文)

数十年来,我国在高性能船研发与应用领域广泛深入地开展了大量、卓有成效的研究与开发工作,主要包括地效翼船、水翼船、小水线面双体船、穿浪双体船、水翼复合船、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速多体船等等,文章对这方面的工作与技术进展情况进行了概要论述。然而,受到这一技术领域的广泛性以及篇幅的限制,文中侧重于我国在高性能船方面取得的主要技术成果的回顾与主要产品的简要介绍,而对其中大量的具体技术细节不能一一提及,更无法详细展开进行深入论述。

近水面航行二维水翼的水动力特性研究

利用有限体积方法和RNGk ε湍流模型直接求解RANS方程计算近水面航行二维水翼 (NACA 0 0 12 )的水动力特性 ,自由水面采用流体体积方法 (VOF)描述 ,与试验结果的比较表明 ,本文的计算模型是合理的 ,结论是正确的 ,通过计算给出了不同浸深、攻角和傅氏数的升力系数、阻力系数等曲线。

单体小水线面水翼复合型高速船船型研究

提出了一型采用非自控组合水翼系统的单体小水线面水翼复合型高速船方案 ,并对其进行了阻力、横稳性以及运动稳定性的理论分析 .提出了一套该船型翼航状态的阻力、横稳性计算和运动稳定性判别的方法 ,同时进行了相应的模型试验 .结果表明 ,理论计算和模型试验结果具有良好的一致性 。

翼滑艇智能推进系统仿真研究

基于MATLAB/SIMULINK对某翼滑艇推进系统进行建模 ,指令发生器根据航行情况发出相应速度指令 ,智能控制器接受并执行这些指令 ,从而实现智能控制。由于一般的模糊控制适应范围有限 ,本文对其进行了改进 ,并与改进前的控制效果进行了比较。仿真结果分析表明 ,无论风平浪静还是波涛汹涌 ,利用模糊控制都可以实现很好的控制效果。而改进后的控制器无论从稳定时间、超调量或者抗干扰能力方面 ,较改进前都有明显的改善。

水翼艇纵向运动多变量鲁棒控制

为了提高水翼艇纵向运动控制的鲁棒性,采用MIMO闭环增益成形算法设计了鲁棒控制器。给出了水翼艇纵向运动传递函数形式的数学模型,通过镜像映射方法将不稳定模型转换成稳定的数学模型。仿真结果表明,所设计的鲁棒控制器将纵摇角降至了原来的25%并对模型摄动具有鲁棒性。

三体船操纵性水动力的势流理论计算

为了研究三体船操纵特性,采用势流理论有升力三维面元计算方法,计算和分析了三体船斜航下的有关操纵运动水动力.在物体表面和尾涡面上布置均匀涡环网格,通过满足物面边界条件和库塔条件,计算物体对流场的扰动速度,进而确定物体受力并分析其规律.在对NACA0012机翼压强分布和单体船模水动力随漂角变化规律验证的基础上,将所提方法推广至三体船在斜航运动时受到的横向力和转首力矩计算.据计算结果,分析了三体船侧体位置对其斜航下操纵运动水动力和操纵运动特性的影响.研究表明,文中计算结果具有较高的准确性和合理性,所提势流理论三维面元计算方法为三体船操纵运动水动力预报和三体船操纵运动特性分析奠定了基础,具有较高的工程应用价值和很好的工程应用前景.

基于非线性反馈的水翼艇纵向运动鲁棒控制

为提高水翼艇纵向运动控制的鲁棒性和节能效果,在保持已有的多输入多输出(Multiple-Input Multipe-Output,MIMO)鲁棒控制器不变的基础上,引入正弦函数驱动的非线性反馈代替原有的误差线性反馈。仿真结果表明:在模型摄动时,鲁棒控制器主要改进纵摇效果,而非线性反馈控制能同时改进升沉和纵摇效果,控制效果比鲁棒控制器提升70%以上,控制能量比鲁棒控制器节省90%以上。简单的理论分析和仿真研究结果表明:正弦函数驱动的非线性反馈对于MIMO系统的控制同样适用。

高性能复合型舰船研究综述

随着世界船舶科学技术不断进步与发展,为适应人类海洋资源开发、海上运输及战争的需求,水面舰船综合性能越来越受到人们广泛关注和深入研究。这些性能主要包括优良的耐波性、操纵性、隐蔽性、快速性、足够的稳性和抗沉性以及军用武器布置的灵活性、电磁兼容性及运载能力等。传统排水型舰船己无法满足这些性能需求,而高性能多体船型能可为实现这些性能提供基础和保证。为了便于研究和探索这一研究领域,对目前相关高性能舰船予以综述。

PS30水翼客船推进轴系校中若干动态因素的考虑

根据在PS30水翼船上采用理论分析及定量计算方法进行推进轴系校中时首次尝试考虑各动态因素的情况，介绍了其推进轴系的交形特点、校中的原则、变形量的计算与处理、预报的轴系校中预偏置量和实际安装值，以及在实船试航与营运中取得的令人满意的结果。

水翼对斜浪的运动响应

水翼船实船使用表明,在斜浪作用下,“全浸式”水翼船的运动性能明显优于传统的“割划式”水翼船。根据这种现象,结合一型川江水翼客船的设计需要,针对上述两种水翼型式进行了实船调研、理论分析与计算、模型试验等大量研究工作。阐述了其主要研究结果,以供水翼船研究设计参考。

单体小水线面水翼复合型高速船翼航状态运动稳定性研究

本文研究了单体小水线面水翼复合型高速船 ( HYSWAS)翼航状态的运动稳定性。运用航空领域中的飞行器运动稳定性理论 ,推导了 HYSWAS翼航状态线化无因次小扰动运动方程及其特征方程 ,提出了基于特征根的运动稳定性评判方法及其品质指标 ,讨论了船舶惯性元素、运动导数以及吃水的变化对 HYSWAS翼航状态运动稳定性的影响 ,得出了几点实用的结论 ,为该船型的研究和设计提供了一定的依据。

高性能船舶的类型及特点

高性能船舶是指与常规排水型船有显著差异,以能实现高航速、良好的适航性和相应的经济性为主要标志的船舶。除了高速性这一显著特点外,不同类型的高性能船舶还分别具备了良好的耐波性和操纵性、两栖性、浅吃水性、低物理场辐射等特征。本文对不同类型的高性能船舶的特点作一简要的介绍与分析。

基于状态反馈H_∞算法的高速水翼双体船姿态控制

研究基于状态反馈H∞算法的高速水翼双体船在波浪中运动的姿态控制器的设计。首先对水翼双体船运动的非线性数学模型在平衡点线性化,建立水翼双体船的线性模型;然后应用状态反馈H∞算法设计水翼双体船的姿态控制器;最后利用Matlab的Simulnk工具箱,以高速水翼双体船HC200B A1为例进行仿真研究,结果表明该控制器设计能够有效地减少波浪引起的不利船体摇荡,使得船体在波浪中保持在预定的姿态。在同样参数条件下,对状态反馈H∞控制器与线性二次型调节器(LQR)设计的控制效果进行比较,显示前者的控制效果要优于后者。

复合型高速船阻力性能的改善措施研究

对单体小水线面水翼复合型高速船 (HYSWAS) ,通过计算研究发现 ,在保持水平水翼和割划水翼组合形式不变的情况下 ,通过增加水平水翼的展弦比可减小该船型的总阻力 ,提高该船型的快速性。