CFD-Based Method of Determining Form Factor k for Different Ship Types and Different Drafts

The value of form factor k at different drafts is important in predicting full-scale total resistance and speed for different types of ships. In the ITTC community, most organizations predict form factor k using a low-speed model test. However, this method is problematic for ships with bulbous bows and transom. In this article, a Computational Fluid Dynamics(CFD)-based method is introduced to obtain k for different type of ships at different drafts, and a comparison is made between the CFD method and the model test. The results show that the CFD method produces reasonable k values. A grid generating method and turbulence model are briefly discussed in the context of obtaining a consistent k using CFD.

Multi-objectives fuzzy optimization model for ship form demonstration based on information entropy

Selecting optimization ship form scheme is an important content in the process of concept design of ship. Multi-objective fuzzy decision-making model for ship form demonstration is set up according to the fuzzy pattern-recognition theory. Weight coefficients of each target of ship form scheme are determined by information entropy and individual subjective partiality. This model is used to select the optimal ship form scheme, the example shows that the model is exact and the resuh is credible. It can provide a reference for choosing the optimization scheme of ship form.

船舶岸电变流器用构网型电流矢量控制

船舶岸电变流器作为靠港船舶新的供电电源,可极大地降低船舶靠港时船用同步发电机重质柴油燃烧所带来的NOx、SOx和柴油颗粒等污染物。为保证船舶供电的连续性,岸电侧与船电侧电源多采用预同步方式完成不断电切换,然而可能会因两侧电压非理想的相位差而诱发电流冲击,进而导致岸电与船电电源切换失败。因此,该文首先提出船舶岸电变流器用构网型电流矢量控制策略,其实施于锁相环确定的船电两相同步旋转坐标系中,可在无预同步的前提下完成岸电变流器无冲击自整步并入船电系统,同时通过幅频电压-矢量电流级联闭环完成对船舶岸电变流器输出电压幅值和频率的有效调控。然后,建立构网型电流矢量控制数学模型,并基于此分析控制带宽对控制系统相位稳定裕度、电压跟踪能力以及对负载电流的抗扰能力。最后,通过Satrsim MT 8020硬件在环测试,验证了所提构网型电流矢量控制策略的有效性。

知识工程技术在船体设计中的研究进展与展望

随着人工智能的蓬勃发展,知识工程作为一门研究知识智能化处理的工程技术学科,逐渐成为研究热点,基于知识工程的船舶设计方法也得到越来越多的关注。为此,从船舶总体概念方案设计、船体结构设计和船舶布置设计3个方面,系统归纳和分析国内外知识工程在船舶设计领域的应用发展情况,并详细介绍船舶型线设计和厂所协同设计中知识工程应用的两个典型案例。同时,总结提炼出知识工程应用中存在的主要问题与制约因素,并对大型语言模型(LLM)技术推动知识工程发展进行展望。通过知识工程技术,船舶设计可实现智能化,能快速调用相关规范与要求,并将已有的经过充分实践论证的船舶设计知识进行储存及衍生,从而提高设计效率,缩短设计周期,但对知识工程技术的充分应用仍面临诸多挑战,需进一步探索与完善。

一种海洋自升式修井平台船型分析

针对渤海海域油气开发中自升式修井平台的船型设计,进行系统分析。从桩腿数量维度出发,考虑波流载荷、风载荷和平台重力的共同作用,通过有限元数值模拟软件,建立自升式修井平台的仿真模型,计算不同方向角下平台的波流载荷、桩腿位移和抗倾力矩等评价指标,综合对比分析三桩腿和四桩腿两种不同船型的设计特点,以揭示各自在平台方案、预压载能力和稳定性等方面的特点。研究结果发现,四桩腿平台在舱内设备布置、预压载能力和抗倾稳性方面具有明显优势,特别是在单桩失效情况下,四桩腿平台的稳定性和安全性更高。研究结论对自升式修井平台的设计优化具有重要的指导意义,为进一步提升平台的安全性和高效性提供理论依据。

型线知识图谱在长江散货船型线设计中的应用

[目的]针对长江航运航行环境复杂,部分船型能耗大、污染严重,迫切需要开展绿色智能船型研究的现状,将知识图谱应用到型线设计方法中,以适应绿色智能技术发展对船型优化的要求。[方法]构建长江货船型线知识图谱及推理模型,提出基于知识图谱的型线设计流程,完成长江6000吨级散货船型线的快速设计,并与常规方法设计的船型进行对比。[结果]与常规设计船型的对比结果表明,快速设计船型具有2.39%的降阻效果。[结论]验证了基于知识图谱的型线设计方法的有效性。

三尾船型参数化建模及型线优化设计

文中以某型三尾船为研究对象,采用CAESES软件进行全参数化建模,通过改变控制船体曲面的设计变量,基于布置约束以及静水力约束以三尾船的总阻力作为优化目标,对其首尾型线进行优化.结果表明:该船型在设计航速下的总阻力得到了有效降低.

基于阻力和伴流不均匀度的船型优化

为获得影响大方形系数船舶艉部线型的主要船型特征参数,以某肥大型船为研究对象,在考虑排水体积约束的情况下,利用CAESES软件半参数化变形技术实现艉部线型自动变换,构建系列船型方案,并采用SHIPFLOW软件评估这些方案的阻力性能和伴流。应用软件集成的优化算法组合(Sobol与Nelder Mead Simplex优化算法组合)构建船型优化策略,回归分析系列船型方案的优化效果,并采用Star CCM+软件验证优选方案在船舶阻力和伴流不均匀度优化方面的有效性。通过回归分析发现,艉轴上方最大反曲位置的丰满度和艉封板变形对伴流的影响更显著,优选方案相比原方案有效功率下降约2%,伴流不均匀度下降约6.4%。

太阳能船舶光伏系统构网型逆变器并网控制策略

[目的]旨在解决现有太阳能船舶光伏发电系统采用跟网型控制策略并网,而导致的船舶电力系统整体稳定性下降问题。[方法]结合船舶电力系统特点和运行特性,以跟网型恒功率控制和构网型下垂控制为研究基础,另外选取构网型虚拟同步发电机控制和构网型虚拟振荡器控制,共4种逆变器控制方法,分别构建太阳能船舶电力系统光伏并网控制策略。最后通过Matlab/Simulink建立太阳能船舶电力系统仿真模型,验证构网型控制理念和思路的有效性。[结果]研究结果表明,与跟网型控制相比,在负荷投切工况下,采用构网型控制策略可使频率波动极值平均减小26.86%、电压调节时间平均减小37.85%。在光伏输出功率切换工况下,频率波动极值平均减小39.95%。[结论]采用构网型控制策略能有效抑制光伏系统并网后所导致的船舶电力系统稳定性下降的问题。能够使光伏系统在完成供能的同时,主动维持船舶电力系统电力参数稳定,显著提高船舶电力系统稳定性。

豪华邮轮全船线型优化及截流板设计

为了降低航行阻力,满足豪华邮轮营运经济性的需求,对某8万总吨级豪华邮轮进行了基于阻力性能的全船线型优化及截流板设计。首先,结合CAESES的半参数化变形和SHIPFLOW的势流计算方法,针对目标船进行了兴波阻力最小化的线型优化,再对典型优化方案采用STAR-CCM+计算粘流总阻力,评估优化效果;其次,针对优化的船型方案进行了截流板的设计,进一步降低船型总阻力;最后,通过模型试验验证优化效果。试验结果显示,优化线型安装优选截流板后相对于原型实船有效功率下降了7.8%,证明了所采用的豪华邮轮线型优化和截流板设计方法的可行性。

考虑跨洋特征及碎冰对快速性影响的极地探险邮轮型线优化

[目的]全球减碳背景下,为应对极地船舶设计建造的环保要求,需开展跨洋航行时碎冰水域对极地探险邮轮船体型线优化设计的影响规律研究,以获得最佳节能型线。[方法]针对极地探险邮轮的跨洋航行特征,采用航区权重方法进行量化评估,分析碎冰对阻力和推进效率的影响。应用计算流体力学耦合离散元法(CFD-DEM)来分析螺旋桨的碎冰水域性能,建立以联合自航功率为目标的优化模型,进而对全船参数化模型开展设计航速下的优化计算。[结果]计算结果表明,优化后的船型可以满足排水量要求,有效降低了2种水域下的航行功率,其联合自航功率降低了9.71%。[结论]研究成果验证了基于权重优化方法的可行性和合理性,可为极地探险邮轮的型线和推进器优化设计提供参考。

波浪增阻数值计算在高速船舶船型设计中应用

高速船舶通过船型设计可以有效降低波浪增阻,从而实现海上快速救援的目的。本文研究波浪增阻的数值计算方法,包括势流二维切片法以及RANS/LES混合法,阐述2种计算方法的原理,对波浪增阻频率响应函数进行对比计算。以减小波浪增阻、提升稳定性为船型设计优化目标,使用势流二维切片法以及RANS/LES混合法对优化前后的波浪增阻进行计算,结果表明2种方法均可实现对波浪增阻的数值计算,RANS/LES混合法具有较高的计算精度,更适合于评估复杂的水动力性能。

重庆-上海江海直达船船型优化

为提升重庆—上海过闸型江海直达船的航行性能和经济性,以满足通过三峡船闸船舶吃水要求的江海直达船型为研究对象,以排水体积和浮心纵向位置为约束条件,采用理论设计与数值计算相结合的方法优化船型。采用Rhinoceros软件进行船体建模,采用CAESES(FRIENDSHIPFramework)软件进行半参数化模型优化,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术进行阻力预报。通过2轮优化对比,优化船型在10 kn、13 kn和16 kn航速下的总阻力相比原始船型分别减小10.76%、8.18%和1.86%。研究表明:垂直艏+下凸艉组合的减阻效果要优于尖直艏+平直艉组合,且航速越低,减阻效果越明显;采用多航速验证方法能有效避免固定航速船型优化的局限性。研究结果可供江海直达船的船型设计和建造参考。

基于扫描点云的船舶曲面板成形偏差评定方法研究

船舶曲面板的成形是强非线性问题,仅通过一次曲面加工很难达到曲面板的工程要求,故需对加工曲面板的中间形状进行评定。为得到曲面板的成形偏差,提升船舶曲面板的自动化成形,该文首先基于测量的点云数据,提出了多方位扫描点云合并的方法,将不同位置扫描得到的曲面板点云进行精确配准,实现不同点云之间的最佳贴合;然后将处理好的扫描曲面点云与目标曲面进行位置定位,通过文中所提出的曲面成形偏差计算方法得到加工曲面板垂向、纵向和横向的形状偏差;最后进行了仿真实验,得到的曲板形状偏差计算精度符合船舶曲面板的工程要求,并设计实验测量加工帆形板,以验证方法的实用性。该项研究成果不仅为测量点云数据分布不均匀提供了处理方法,也为加工曲面板各方向成形偏差提供了计算方法。

豪华邮轮典型空调系统及送风形式分析

以邮轮典型舱室空调系统为研究对象,着重研究分析风机盘管+新风空调系统、变风量空调(VAV)+带电辅热(ATU)系统、定风量空调系统和厨房空调系统,对转轮回收防交叉污染和空调器防污染提出建议。通过对比分析,最终确定其典型舱室空调系统及送风形式设计方案。

集装箱船货舱成型精度控制

从导轨架制作精度控制、导轨架安装精度控制、横舱壁分段总组精度控制和横舱壁总段合龙精度控制等关键环节进行集装箱船货舱成型精度控制。研发应用高精度检测工装,获取集装箱船货舱成型精度数据,实现高效精准完成吊箱试验的目标。

高速三体船研究综述

从水动力理论、模型试验和船型优化等方面对高速三体船的研究进展进行了综述,阐述了高速三体船的应用前景,归纳评述了有关的研究成果和尚存在的问题,并提出了关于这种新船型的若干研究方向.

船舶技术性能数据库系统

优秀船型及其性能资料是船舶设计和新船型开发的主要技术支撑之一。在研究国内外优秀船型及其性能资料的基础上,采用最新的数据库技术、软件开发技术,建成了船舶技术性能数据库系统,该数据库系统储存了当代国内外优秀船型及其性能资料,并在船舶设计中发挥了一定的作用。详细地介绍了船舶技术性能数据库系统的功能、构成及软硬件关键技术。

船体B样条曲面的数学描述及计算机方法

叙述了三次B样条曲面的特点：数学描述、船体曲面片的拼接和曲面边界的处理，最后给出船体曲面设计实例，证明所述方法的正确法。

三体船船型分析及兴波干扰的模型试验研究

以本文设计的高速三体船型线为研究对象,分析了三体船船型的特点。应用均匀设计法进行了三体船兴波干扰的模型试验研究,依据试验结果分析了片体位置对三体船兴波干扰的影响,比较了同用途三体船与单体船的阻力性能,并讨论了多体船快速性试验结果的换算问题。