船舶操纵性海试实验虚拟仿真设计与应用

操纵性试验是船舶海试的重要组成部分,可有效评估船舶投入运营后操纵性能的优劣。船舶操纵性海试准备时间长、成本高、风险大,难以开展实验教学。依托虚拟仿真软硬件设施,充分融合虚拟现实技术、3D成像投影技术与船舶操纵性能分析方法,探索新型实验教学模式,完成船舶操纵性海试虚拟仿真设计;并以集装箱船为例,开展实验教学应用研究。船舶操纵性海试实验虚拟仿真有效弥补了海试的诸多不足,为学生沉浸式体验船舶操纵性海试全过程、掌握相关实验规程与分析方法提供良好的虚拟仿真环境。

将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革与实践

基于船海工业近年来发展的大背景,面向社会对高校培养船海专业人才的需求,以船海专业培养过程中的核心实验课程为目标开展研究,并在哈尔滨工程大学开展将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革实践。首先,通过虚拟现实技术构建船海专业核心实验课内容,将大型实验课程的设备、流程、效果全部虚拟化,即使不在实验场地也可以身临其境地体验实验过程,极大地降低了开展船海专业实验课程的门槛;其次,将科研用途的自研仪器用于教学实验过程中,不仅在实验教学中增加了先进技术,而且支持开展更多拓展实验,鼓励学生自主设计实验内容与方案;最后,通过实验建立多元技术引入的船海专业核心实验课程教学模式,增强船海专业核心实验课程的自主性与适用性,满足了专业核心实验课程改革需求,为船海专业核心实验课程改革提供指南。

线上线下结合的船舶水下噪声类实验课教改研究

近年来随着全球经济的整体下滑,从事船舶与海洋工程专业的复合型人才流失严重,培养高质量的复合型人才变得愈发重要。以“学习共同体”方法为基础,以船舶噪声实验课程和水声测量技术实验课程为实例,配合声场传播虚拟仿真实验教学技术和软件搭建不同学习环境,分析不同学习环境下的实验教学模式和成果。建立课程目标和学习共同体环境,通过对船舶噪声类实验课程的教学内容,教学方案和教育评价新方法的设计,得出普遍适用于实验课程改革的新方法。该教学方法为其他院校的专业实验课,尤其是选课人数较少的选修实验课提供新的教学方法和思路。

分段龙骨梁模型水弹性实验技术进展

水弹性实验是研究船舶水弹性响应的重要手段。该文总结了国内外船舶水弹性实验研究现状,对广泛使用的分段龙骨梁船模进行重点研究,包括结构设计、水动力模块设计、载荷形式和实验结果测量等方面内容,分析不同分段龙骨梁船模的适用性,总结了分段龙骨梁船模实验设计阶段的关键技术,并结合团队经验给出主要内容的设计指标,以期为船舶水弹性实验的设计提供参考。

基于Arduino的无人船舶实验平台设计与实现

为解决船舶智能航行算法实船实验成本高、研发周期长、设备维护修理难的问题,基于Arduino和PyQt5设计实现了一套小型无人船舶实验平台。该平台支持遥控器控制模式,可用于紧急避险等突发事件,支持采用岸基上位机软件远程控制模式,可接收算法指令控制无人船航向和航速;能实时监控显示无人船定位和姿态等参数;具有研发成本低、研发周期短、便于二次开发和维护简单的特点,有助于科研人员开展模型船实验,测试算法的可靠性和稳定性。

薄膜型LNG船围护系统抗振动性能试验研究

破冰型LNG运输船航行时,将不可避免地与水面的漂浮冰层或者大面积的完整冰层碰撞,碰撞产生的冰载荷将成为影响LNG运输船航行安全的一个重要因素。针对薄膜型LNG船围护系统展开试验,并对试验结果进行分析。在此基础上,进一步计算薄膜型LNG船围护系统的振动响应,结果表明:沿着围护系统短边上表面传递阻抗级比下底板最多高2.2 dB,沿着围护系统长边传递阻抗级最多高6.0 dB;分析围护系统振级落差,发现外围箱体平均振级落差在7.5 dB左右。考虑到中心箱体底板处有加强肋板的缘故,其测点的振级落差比外围箱体高1~2 dB,说明薄膜型围护系统具有良好的隔振性能。

封闭全流水式养殖工船循环水系统设计

基于氨氮平衡计算提出一种封闭式全流水养殖工船循环水系统设计方案,以一艘500 t级养殖试验工船为例,对循环水系统进行设计计算,并在该养殖试验工船上进行养殖试验,结果表明,在设计参数范围内,氨氮没有超标。

船舶静力学实验教学平台设计与实践

设计了船舶静力学综合实验教学平台,基于该平台可实现船舶静稳性、破舱稳性和搁浅稳性实验教学。以船舶静力学中典型稳性知识点为出发,制造教学模型,布置倾角、加速度、水深传感器,搭建教学辅助软件。学生通过操控设备和软件调整模型至典型稳性状态,结合传感器读数获取水深、姿态和压力等参数,计算出船舶在不同状态下稳性数据,对比计算结果分析不同状态稳性特征,增强对知识的理解运用,提升动手能力和创新实践能力。

船舶性能实验教学探索与实践

船舶性能实验教学内容大部分需要用到拖曳水池设施,实验准备工作繁琐,吊装工序具有危险性,学生参与度低,教学以观摩式原理性教学为主,实践训练效果不佳。以船舶性能实验中“静力学—阻力—敞水—自航”知识点为主线依托,对该课程教学配套和教学模式进行探索:开发虚拟仿真平台,促进自主交互学习;简化船型设计流程,串联核心知识脉络;研制微小教学设备,提升动手实践能力。实践表明上述教学方法可促进学生夯实理论基础,对提升学生动手实践能力、发现问题和解决问题能力效果明显,学生在科研产出和科创获奖方面都有较大提升。

邮轮轻质防火围壁的形貌与螺栓布局协同优化设计方法

本文提出一种夹芯防火围壁形貌与螺栓布局协同优化设计方法,分别建立考虑重量目标、刚度约束、强度约束和屈曲约束的夹芯防火围壁形貌优化设计的数学列式和连接螺栓的拓扑优化设计的数学列式;以某邮轮上层建筑防火围壁设计为例,说明基于该方法的设计过程,包括起筋形貌优化中设计区域的选择、设计变量的确定、最终起筋参数的精细化设计以及基于最优夹芯防火围壁连接螺栓设计域的划分、可行性螺栓拓扑布局的提取和连接螺栓最终布局的方案设计等;最后通过全船相关载荷工况验证不同螺栓布局设计方案连接的夹芯防火围壁的力学性能,通过承载耐火试验验证指定夹芯防火围壁形貌和连接螺栓的可行性和有效性。研究表明:利用本方法优化设计的夹芯防火围壁不仅在全船相关载况下具有良好的承载性能,而且其形貌和连接螺栓在耐火试验过程中均保持了它的承载能力。该方法可为邮轮围壁优化设计提供一定参考。

极地船舶冰载荷研究方法综述

梳理了船冰相互作用时冰载荷的研究方法,从理论分析法、试验方法和仿真模拟方法三个方向进行了分类综述。首先,阐述了理论分析法中直接计算法和概率法的原理和适用性,着重论述了直接计算法分别在总体冰载荷与局部冰载荷的应用。其次,重点介绍了试验方法中的室内模型试验和实尺度实测的研究成果和进展,并指出试验方法在海冰制备、设备环境等方面的研究难点。然后,比较分析了仿真模拟方法中的有限元法和离散元法,简述了各自的优缺点与适用范围,认为有限元法在分析结构失效、断裂等过程中有一定的优势,但对冰的破碎过程的模拟则不如离散元法。最后,讨论总结了船冰相互作用时冰载荷研究方法发展趋势和存在的问题,为领域学者提供一定的参考。

“互联网+”时代虚拟船舶交互实验平台建设与实践

为改善船舶与海洋工程专业虚拟实验教学环境,丰富实验教学资源,基于互联网、虚拟仿真等新技术和虚拟交互设备等新媒介,按照"一个导向,两个特色,三个环境,四个阶段"的搭建思路,组建了虚拟船舶交互实验平台。通过虚拟仿真实验、翻转课堂教学、船厂实习、学生科技创新四位一体的教学模式,解决了教学手段缺乏改革创新、学生学习兴趣不高、优质教学资源匮乏等问题。

船舶结构气幕减振的模型试验研究

对船舶结构气幕减振的模型试验研究作了介绍和讨论。试验模型为铝质、平底、尖首、方尾、开口薄壁型船模。试验在循环水槽中进行。通过 2种吃水、2种喷气孔径、5种喷气流量、2种水流速度的选择组合 ,研究了气幕对船模自由振动、强迫振动和振动阻尼的影响。试验结果表明 ,气幕对船舶结构的强迫振动响应有较大的抑制作用 ,有明显的降噪效果 。

船模阻力教学虚拟仿真实验设计

为使学生能够更加深入参与船模阻力教学,设计了船模阻力虚拟实验。基于该实验,学生可选择不同船舶类型、不同拖曳水池作为学习对象,自主设计船模阻力实验,全方位参与实验实践。该实验向学生直观展现了模型加工与检测、实验安装与调试、实验过程与现象、实验数据采集与读取等过程,突破了传统船模阻力实验教学中设施设备的限制,使学生能够独立深入地参与实验教学,提高其创新能力和综合实践能力。

贵港航运枢纽二线船闸输水系统水力学试验

贵港航运枢纽位于贵港市上游6.5 km处西江郁江河段,船闸设计有效尺度280 m×34 m×5.6 m(长×宽×门槛水深),采用闸墙长廊道多支管分散输水系统形式,设计最大水头14.1 m.通过对输水系统水力特性、廊道压力、闸室和上下游进出口流态、船舶(队)系缆力的观测,提出了上闸首阀门后廊道高程、闸室三明沟消能等部位的合理布置方案,杜绝了充水过程中的门后检修门井掺气,进一步均匀闸室内横向水流分配,使得设计船(队)舶的泊稳条件更好地满足规范要求.研究表明采用闸墙长廊道多支管输水型式是可行的.

一种电动冲箱式造波机的研制

开发了一种电动冲箱式造波机 ,该造波机主要由 6套伺服电机和冲箱、控制台 (含工控机 )、主电路、控制电路及软件系统等组成 .在控制系统的控制下 ,伺服电机驱动冲箱在实验水池中作上下往复运动 ,水的质点因受到冲箱的冲击而形成波浪 ,波高由冲箱运动的冲程控制 ,波长由频率确定 .试验结果表明 ,这种新型造波机工作稳定可靠 ,功能完善 。

横浪作用下系泊船舶撞击能量的分析和研究

收集了国内5万~30万t系泊船舶在横浪作用下撞击能量物理模型试验的研究成果,采用理论结合模型试验的分析方法,研究码头系泊船舶在横浪作用下的撞击能量规律。通过分析系泊船舶横向撞击速度随波高、水深、装载度等要素的变化规律,并结合物理模型试验进行数据拟合,给出完整的系泊船舶撞击能量估算公式。

基于实船测试技术的大型船舶系缆力响应研究

有效获取在各种环境因素影响下的船舶系缆力实测数据是进行船舶系缆力分析及其响应机理研究的基础。为提取船舶在特定环境要素影响下的系缆力动态响应规律,本文构建了一种基于实船技术的船舶系缆力实测系统,在现实环境下进行系缆力的动态数据采集。在此基础上,本文利用系统实测数据进行分析,提出了船舶系缆力在时间序列上的受力响应规律。同时,为验证实测技术的可靠性,通过系泊分析软件数值建模的方法得出不同外界条件下的系缆力计算结果,在与实测数据进行对比后发现二者具有较好的一致性,进而证明了本文实测技术的可靠性,可以为进一步对船舶在特定环境要素影响下的系缆力时域动态响应分析提供支持。

船舶推进轴系冲击特性试验研究

文章对船舶推进轴系冲击特性进行试验研究.为了和理论模型相比较,设计、制作了轴系试验模型,进行了轴系固有频率测试和冲击试验研究.冲击试验测试值与理论预估值基本一致,验证了轴系冲击动力学理论模型的可靠性和适用性.

船海虚拟仿真实验教学中心的建设与发展

介绍了船海虚拟仿真实验教学中心的建设历程,重点阐述了各个虚拟仿真软件及工具软件在实验教学中的应用,从科研成果转化为实验教学、教学模式改进和校企合作3个方面介绍建设成效,最后对中心下一步的工作提出了发展目标。