VR技术在船舶分段装配实训教学中的应用

VR技术与传统教学的融合是现阶段教育教学的一个发展趋势。基于当前VR技术在实训教学中的现状,探讨VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的作用和意义,并具体分析了VR技术在船舶分段装配实训教学中的应用。通过调查分析证明了VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的应用效果,最后提出推进VR技术在船舶分段装配仿真实训教学中的具体操作建议。

大型耙吸挖泥船结构设计要点

为实现大型耙吸挖泥船结构设计安全、合理、可靠,以某大型耙吸挖泥船为例,分析大型耙吸挖泥船结构设计特点,从结构设计、强度评估、疲劳评估和振动评估等角度论证其设计要点,通过对泥舱结构设计分析,给出泥舱设计的关键节点,对关键节点进行强度分析和疲劳分析,结果表明,该船局部关键区域应力水平较高,低周疲劳在关键区域的疲劳中占据主要地位,建立三维有限元模型计算挖泥船固有频率,对比该大型耙吸挖泥船激励频率与固有频率,结果表明,船体总振动固有频率通常可以避开激励频率,生活楼固有频率与激励频率较为接近。

无人机与无人船在水环境综合治理中的应用

本文针对传统水环境综合治理的前期基础测绘工作效率低、成本高等问题,选择无人机航摄测量与无人船和测深仪测量水深相结合的方法。研究结果表明,该方法成图效率高,成本低,外业工作量小。生产的数字高程模型(DEM)裁剪与拼接效果较好,数字线画图(DLG)成图精度平面达到了21.3 cm,高程精度达到了20.8 cm。能够满足水运工程测量技术要求。

集装箱船分段制造无修割装配数据关联分析与应用

以集装箱船分段制造修割数据为研究对象,进行数据采集和关联关系提取。精准发掘分段制造中的修割位置、修割数量、修割长度、修割原因、修割耗时和间接影响平台周期等关键数据的关联逻辑。根据数据的完备性、精准性和创造性,为集装箱船分段制造无修割装配精度控制提供可行的管理目标,并确定无修割装配技术优化方案,可增强集装箱船分段制造精度控制策划的综合水平。

基于万吨级船舶阻力变化的大型人工水道断面尺度研究

针对国内现行规范在可通行3000 t级以上船舶的大型人工水道断面尺度设计方面的规定不足,从限制性航道航速经济性角度出发,定义大型人工水道的经济航速断面,基于数学模型研究满足万吨级船舶(总长130 m×型宽22 m×设计吃水5.5 m)通航要求的经济航速断面尺度推荐参数区间。具体包括:基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了限制性航道中船行波传播变形及阻力变化数学模型,模拟研究了不同边坡比、航道底宽条件下船舶阻力变化规律,重点分析了航道底宽、边坡比对航行阻力的影响。研究结果表明:在大型人工水道设计时,对于梯形断面,经济航速断面设计时,坡比采用1:3较优,水深8 m时底宽取90 m,断面系数为7.54较优;水深9 m时,底宽取70 m,断面系数为7.21较优。

船舶分段涂装VOCs治理装备节能降耗技术

随着地方环保排放标准的提高,船舶骨干企业相继进行了船舶分段涂装挥发性有机物(VOCs)治理装备升级改造,满足了上海、江苏等地的环保排放标准要求,大幅减少船舶分段涂装VOCs排放量,但同时船舶分段涂装VOCs治理装备运行能耗大幅提高,增加了船舶企业涂装成本与企业负担,给船舶企业的运营带来了压力。如何降低船舶分段涂装VOCs治理装备运行能耗成为了重中之重。对船舶分段涂装VOCs治理装备节能降耗技术进行探讨,相关节能降耗技术的推广应用将会降低船舶涂装能耗,降低船舶企业运行成本。

通航隧洞内船舶通航数值模拟

通航隧洞可实现高山峡谷条件下通航建筑物间的有效衔接,但隧洞断面尺寸与船舶航速、航行阻力、下沉量等船舶航行特性具有高度的相关性,是一个多目标优化问题。采用RNG k-ε湍流模型与GMO运动模型对1000吨级船舶在通航隧洞内的运动过程开展三维数值模拟,分析隧洞内水力特性的时空变化规律,探讨船舶行驶速度与隧洞宽度对船行波、横向流速、船舶阻力及下沉量的影响,并给出通航隧洞断面系数与船舶下沉量之间的经验公式。研究结果表明,当隧洞内航深为5 m、船舶行驶速度小于1.5 m∕s、隧洞宽度大于18 m时,船首孤立波波幅、船舶两侧最大横向流速、船舶阻力和下沉量均有明显改善。此外,研究还发现船舶下沉量与通航隧洞断面系数成反比关系,通航隧洞断面系数越小船舶下沉量越大,且通航水深相较于隧洞宽度对于船舶下沉量的影响更为显著。研究结果可为1000吨级船舶通航隧洞断面及航行关键参数设计提供参考。

长江上游典型碍航滩段航道整治数学模型及船舶仿真模拟研究

长江是重要的航运通道,碍航滩段对船舶安全航行造成严重影响,以长江涪陵至丰都老虎梁河段为研究对象,基于实测的水文地形资料,采用二维水流数学模型,对典型滩段的碍航特性、整治参数、整治方案进行了研究。基于二维水流数学模型及船舶操纵模拟,对整治方案的效果进行了评估,并确定窄深型挖槽方案为最优整治方案,为消除通航瓶颈、保障船舶安全和航道畅通提供技术支撑。

基于倾斜关联筛选的船舶分区消磁绕组部署及消磁电流优化策略

在现代舰船消磁系统中,消磁绕组主要基于舰船舱壁的形状进行分布,难以保证每个消磁绕组的消磁效果.为解决这一问题,引入一种高维变量筛选中的倾斜关联筛选方法,选择合适的阈值,将原有绕组进行拆分重组,对原有消磁区段进行重新划分,进而改善每个绕组的单位绕组磁感应强度.针对绕组重组后消磁电流计算时存在的参数向量稀疏和多重共线的问题,提出了倾斜关联筛选-部分岭回归算法,通过仿真可知,在阈值为0.73和0.91时,该算法相较最小二乘法消磁误差最大幅值分别减小了10.08%和17.59%,而剩余均方根误差分别减小了10.45%和12.17%.根据仿真结果可知,采用该算法后消磁效果得到明显提升.

长江干线武安段6 m水深航道整治工程航运经济效益评估

武安段6 m水深航道整治工程建成后,万吨级江海船舶可常年直达武汉,航运经济效益十分显著。以散杂货为代表船舶,按照有无对比、实际发生原则,基于2018—2022年武安段通航统计数据,科学评估武安段航道货运量和船舶结构,并在此基础上构建航运经济效益定量计算模型,对武安段实施后航运经济效益进行评估。经测算,2022年武安段散杂货船产生的航运经济效益达4.84亿元,超过工程设计阶段的预期目标。研究不仅可用于确定工程主要经济效益指标是否实现,为工程后评估提供重要参考,还有利于指导航道工程项目的投资和管理,为推进相关项目计划和政策优化提供依据。

基于改进SBR的舰船SAR成像快速仿真计算方法

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪射线管中心射线并搜索叶节点空间周围潜在相交面元,在有效提升相交检测速度的同时避免遗漏相交面元;二是射线管三角剖分快速分裂算法,将射线管和相交面元投影至射线管虚拟孔径面,利用Delaunay三角剖分算法自适应地将射线管快速分裂成连续的子射线管.对典型舰船目标进行RCS(Radar Cross Section)计算及SAR成像仿真实验,结果表明,在保证计算精度的前提下,本文方法计算效率比Kd树(K-dimension tree)加速SBR方法提升14倍以上,比经典自适应射线管分裂SBR方法提升3倍以上,计算效率显著提高.

大型集装箱船燃料舱环段横向浮船坞过驳方案

结合浮船坞和某大型集装箱船燃料舱环段的各项参数,对大型集装箱船燃料舱环段横向过驳至浮船坞的方案进行研究。采用NAPA软件对船舶燃料舱环段横向过驳的浮船坞进行压载水配载,得到合理的横向过驳配载方案;采用PATRAN软件对船舶燃料舱环段横向过驳过程中的3个典型工况(搁置、过驳和落墩)进行有限元分析,验证该横向过驳方案的可行性。结果表明,大型集装箱船燃料舱环段和浮船坞模型在结构强度方面满足衡准要求,且舱段变形在合理范围内,说明该燃料舱环段横向过驳浮船坞方案是可行的。

运动状态下舰船本体X波段RCS统计特征分析

[目的]为明确舰船运动对实船雷达散射截面(RCS)测量统计结果干扰的情况,开展各种运动状态下舰船本体X波段RCS的统计特征分析。[方法]构建低海况运动状态下舰船本体动态RCS仿真方法,以DTMB 5415水面舰船标准模型为基础,构建水动力仿真和电磁散射统一模型,获取在水平入射方向上X波段雷达波探测的舰船动态RCS数据,分析统计时间、海况、航速和浪向角对RCS统计特征的影响边界及影响规律。[结果]舰船本体动态RCS统计特征与静止状态下的存在差别;在低海况下,舰船总的RCS特征值受海况、航速及浪向角的影响范围在0.9 dB以内;舰船特征方向上的RCS对浪向角变化的较为敏感,并随着海况的增加逐渐降低。[结论]研究成果有助于掌握舰船运动对实船RCS测量统计特性的干扰情况,可为实船RCS测量工况的选择提供支撑。

基于GPU并行技术的超大型海面舰船电磁散射仿真

为了解决超电大尺寸海面舰船场景中电磁散射计算的瓶颈问题,研究基于多图像处理单元(Multi-GPU)并行加速技术的弹跳射线法(SBR)。借助统一设备计算架构(CUDA)提供的多线程服务(MPS),构建Multi-GPU并行加速框架,研究基于区域射线束划分GPU计算任务和实现方式;研究基于矩阵网格的任务分割技术,最大限度提高GPU全局内存利用率;针对不同运算单元间的差异所带来的计算不同步问题,设计基于动态负载均衡算法的调度系统,进而提高计算资源利用率。仿真结果表明,在双GPU硬件平台上,该方案与现有并行技术算法相比,在确保结果准确性的情况下加速比接近甚至超过200%。因此,该技术方案能够有效解决超电大海面舰船电磁散射问题。

中型邮船甲板薄板分段吊装方案

以中型邮船的3种典型甲板薄板分段为例,设计相应吊装方案,探讨起吊设备在整个吊运过程中影响建造效率的因素。采用有限元分析方法,计算3种薄板分段在不同工况条件下的强度和变形,并对发生超大变形的分段提出临时加强方案。结果表明,该吊装方案适用于甲板薄板分段结构强度弱的特点,满足中国船级社(CCS)吊装规范要求,可使中型邮船甲板薄板分段的吊装作业更加便捷和高效。

掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响

[目的]航行运动产生的姿态变化会导致对自身雷达散射截面积(RCS)概率密度发生变化,因此有必要掌握舰船在各种运动工况时对掠入射下自身的RCS概率密度的影响程度。[方法]利用准静态的思路,构建水动力和电磁散射特性联合仿真模型及计算流程,选取掠入射下10 GHz连续波作为探测雷达波威胁,对不同统计时间、海况、航速、航向等参数下的舰船本体RCS概率分布进行对比和分析。[结果]结果表明,对数正态分布模型可较好地模拟船模静态RCS分布特性,统计时间大于250 s后动态RCS概率分布基本稳定;在低海况下及随浪或顶浪航行时动态RCS概率分布曲线存在“毛刺”现象。[结论]研究表明,航速对舰船RCS概率密度分布的影响可以忽略;浪向角对舰船RCS概率密度分布的影响在较高海况时才明显;海况增加使得RCS分布概率曲线越来越顺滑;统计时间对RCS概率密度分布的影响较大,需积累足够的数据进行试验或仿真才能准确掌握舰船RCS概率分布特性。

中型邮轮薄板总段吊装强度和变形分析

本文针对邮轮上建薄板总段的变形可能会损坏内部结构或导致无法吊装合拢等问题,以某中型邮轮平直薄板总段为例,设计2种吊装方案,探讨起吊设备对其吊运整个过程中影响建造效率的因素,利用有限元分析方法,计算薄板总段在不同工况下的强度、变形,并对发生超大应力的总段提出临时加强方案。结果表明,加强后的2种吊装方案均适用于薄板总段结构强度弱的特点,满足船级社吊装规范要求,从而使得邮轮薄板总段的吊装作业更加便捷、高效。

舷台悬臂结构挠度等效计算方法

针对船舶舷台复杂悬臂结构的挠度理论求解问题,提出一种较为安全的等效计算方法。首先利用船级社规范,将船舶舷台结构简化为悬臂梁模型,并提出变截面悬臂梁到等截面悬臂梁模型的等效方法。针对悬臂梁模型的剖面型式,开展等效计算方法的安全性研究。最后,分别采用有限元方法和等效计算方法,对某船舶舷台结构的端部挠度进行计算分析。研究表明,该等效计算方法能够安全、快速地对舷台端部挠度进行求解,可为船舶舷台结构的工程轻量化设计提供参考。

基于Unity3D的邮船薄板平面分段流水线作业仿真

以邮船分段建造3D可视化为仿真目的,以薄板平面分段流水线为仿真对象,基于Unity3D进行邮船薄板平面分段流水线的工位设计、环境实现和仿真实现,完成邮船薄板平面分段流水线的设备虚拟化、工艺可视化和作业自动化,可为邮船薄板生产线的实际作业提供仿真环境和技术参考。

Assessment of Seagoing Ships Longitudinal Strength in the Context of International Rules, Important Factor for Safe Operation

The paper is focused on the ship hull safety problems related to the longitudinal strength of the ship during design, construction and service in context of International Goal-Based Ship Construction Standards carried out by International Maritime Organization (IMO). The study underscores the importance of ship longitudinal strength for prevention of theirs losses, mentioning the most important measures taken by IMO for improvement of ship safety. In the work, a critical analysis of the methodology of the International Association of Classification Societies (IACS) for calculation of sectional efforts induced by waves in ship’s hull is described. Finally, a calculation base proposal for improvement the efforts on quasi-static layout of the ship on wave is performed.