大型小水线面双体特殊用途船公约合规设计

小水线面双体(SWATH)特殊用途船的结构形式和作业功能与常规单体船有很大区别,有必要探究适用于常规单体船的设计和建造标准是否也适用于小水线面双体船,并分专业模块厘清小水线面双体船所遵循的设计建造标准和存在的典型设计问题。针对小水线面双体船为满足公约关于常规船的要求而在设计上存在的一些典型问题,逐项找寻解决方案。通过目标船的设计,总结相关设计经验,可为同类型船舶的设计、建造或改装提供有价值的参考。研究发现:小水线面双体特殊用途船的设计建造标准分专业模块、按船上所载总人数指向公约货船或客船要求;总体上适用于单体船的要求也适用于小水线面双体船,但在个别要求的合规性上需对小水线面双体船采取替代或等效的设计方案。

小水线面双体船纵向运动稳定性的简化判据及分析

本文根据劳斯判据分析了小水线面双体船（SWATH）静水纵向运动方程的稳定性，给出了适合于工程应用的纵向运动稳定性简化判据和临界巡航速度的计算方法。通过对三艘SWATH的实例计算，讨论了船形以及鳍的尺度、纵向位置和组合形式的变化对纵向运动稳定性的影响，提出了一种较完善的提高SWATH纵向运动稳定性的途径。

小水线面船的开发和应用

简述了小水线面双体船的性能与应用 ;简介了我国首制小水线面双体船—海关监管艇。着重介绍小水线面双体船的开发与应用。

小水线面双体科考船的舾装设计

小水线面双体船船型本身比较特殊,用作科考船又需要安装多种特种机械设备,它的舾装布置与常规的货船有一定区别。双体船造价较高,而且船上科考人员众多,因此需要对它的舾装设计从经济性和安全性的角度进行探究。文章以某小水线面双体科考船为例,提出了该科考船的功能目标需求,对装船科考设备和起吊设备进行了模块化设计。同时结合总布置和船体结构,在考虑轻量化的基础上对防火分隔系统的布置和材料选型进行了分析。

某游船电力推进系统方案设计

随着电力推进技术的发展,电力推进应用日趋广泛。本文首先概要的介绍了某游船电力推进系统的系统方案,然后针对各分系统设备,如柴油发电机组、主配电板、推进系统、控制系统各种参数确定、选型设计进行了详尽的介绍。

SWATH交通艇方案设计及其稳性分析

在简单介绍SWATH交通艇初步设计的基础上,对其稳性进行分析,并根据规范做了校核.

新概念潜浮平台自航模操控系统设计

介绍了所设计的自航模操控系统的硬、软件设计.其中:岸上和自航模间采用上、下位机控制体系,利用无线局域网在上、下位机间进行通信;伺服及执行机构采用成熟的可编程元件,并配备多种运动和位置传感器及报警设备;采用基于Matlab的混合编程技术编写操控软件.结果表明,所设计的自航模可以减小其硬、软件开发的工作量并提高系统的可靠性.系统的开环实验表明,该系统操作便捷、功能丰富且扩展性强,能够反映新概念潜浮平台的操纵性.

稳定鳍和波高对SWATH波浪中纵向运动影响模型试验研究

为研究小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)的耐波性,在拖曳水池里开展了SWATH顶浪规则波中纵向运动模型试验,研究了航速和稳定鳍纵向位置变化对船体纵向运动性能的影响,以及波高变化对船体运动响应的非线性影响。试验结果表明:不同航速下,船体的垂荡传递函数和纵摇传递函数均随着波长变化呈现出双极值;不同航速时的垂荡传递函数的极值大小变化较小。稳定鳍纵向位置移动3.5%设计水线长时,对模型的运动响应影响不明显。随着波高增加,模型运动响应的非线性特征突出表现在共振区附近,在低速时更为显著。

小水线面双体船减摇鳍疲劳强度分析

针对某大型小水线面双体船减摇鳍的两种连接方式,即轴连接式和插入式减摇鳍,分别建立有限元模型,计算应力响应传递函数,确定减摇鳍疲劳累积损伤度,并对比两种类型减摇鳍的损伤特性。结果表明,减摇鳍与小水线面双体船下潜体相交各个部位热点应力较大,容易产生疲劳问题,且轴连接式减摇鳍的疲劳损伤比插入式略为严重,在设计和建造时应对这些部位重点关注。

基于移动脉动源格林函数的小水线面双体船耐波性时域计算方法研究

为在时域内研究小水线面双体船的运动,基于三维移动脉动源格林函数求解水动力系数,通过频时域转换法求解时延函数,并计入2片体间的水动力干扰、粘性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性时域线性计算方法。比较了在平动坐标系和随动坐标系下求解船体运动方程对运动计算结果的影响,并与频域计算结果和试验结果进行了对比。结果表明:在重心随动坐标系下求解船体运动方程,能够得到更准确的运动计算结果。采用频时域转换法求解时延函数快速高效,在此基础上建立的小水线面双体船耐波性时域线性计算方法能够获得与频域计算结果和试验结果吻合良好的结果。

基于自抗扰控制的SWATH船纵向运动控制

针对具有非线性、强耦合性及参数不确定性的小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)纵向运动多变量控制系统,采用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)多变量解耦控制方法设计鲁棒镇定控制器.ADRC主要特点是实时估计对象模型摄动和外扰的总和作用量,并在控制回路中加以补偿,实现对象的实时动态反馈线性化.建立了某型号SWATH纵向运动ADRC多变量解耦控制系统,并与线性二次型调节器控制效果进行比较.数值仿真表明,该控制器对模型的不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性和适应能力.

斜支柱小水线面双体船水动力性能的数值研究

基于三维势流理论并考虑黏性阻尼,计算某斜支柱小水线面双体(I-SWATH)船在波浪中的运动响应.与常规直支柱小水线面双体船和代尔夫特372双体船进行对比,I-SWATH船具有更好的耐波性能.以此为基础,充分考虑黏性条件,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程并结合重叠网格方法,进一步研究该I-SWATH船在静水及规则波中的阻力性能及运动响应.计算结果表明:I-SWATH船存在波浪增阻为负值的情况,并获得了在某种程度上倾斜支柱能够利用波浪能量的结论.

水翼复合小水线面双体船阻力性能和翼航姿态计算

分析了水翼复合小水线面双体船(HYSWATH)的阻力变化规律,给出此船型各阻力成分的计算公式,并在此基础上讨论HYSWATH处于翼航状态时吃水和纵倾角的计算,形成了一套较完善的HYSWATH翼航状态阻力计算方法。该计算方法可作为初步设计阶段估算阻力和主机功率之用。

某小水线面双体船综合电力推进系统设计

电力推进已经成为当今船舶推进的热门话题,本文通过对某试验船电力推进系统的组成的初步探讨,对电力推进系统设计中将要遇到的谐波干扰、制动方式以及冷却等问题进行了分析,并且提出了解决的办法。

水翼参数对水翼复合小水线面双体船纵向运动性能的影响

以静排水量为400 t的水翼复合小水线面双体船HYSWATH为研究对象,对其纵向运动性能进行数值模拟,将理论计算结果与模型试验结果进行对比分析,验证CFD理论计算方法的可靠性。并且以此为基础,研究水翼参数变化对HYSWATH纵向运动性能的影响,为后续该类船舶的设计提供理论参考。

小水线面双体船能效设计指数验证研究

基于现阶段常规运输船舶的能效设计指数(EEDI)验证和小水线面双体船的特点,在探讨了研究小水线面双体船EEDI的必要性的前提下.首先提出了小水线面双体船Attained EEDI建议公式,回归拟合出了小水线面双体船EEDI参考线,并与其它船型的EEDI参考线作对比分析.然后在此基础上,给出了小水线面双体船EEDI验证准则的建议.最后以挪威在2018年建成的372总吨,设计航速25.8kn的小水线面双体交通艇为例,验证其EEDI是否符合本文给出的标准,对于能效不达标的小水线面双体船提出降低其EEDI值的措施.

基于EEDI的小水线面双体船片体尺度要素多目标优化

为寻求节能高效的小水线面双体船片体尺度要素,以一艘典型小水线面双体渡船为研究对象,从多目标优化的角度出发,做出合理假设根据海军部系数法和国际吨位丈量公约分别将子目标设计航速和总吨参数化,进而使主目标能效设计指数(EEDI)成为片体尺度要素函数。基于MATLAB优化工具箱应用多目标遗传算法(MOGA),以阻力、强度、结构和能效要求等因素为依据定义约束条件,设置优化参数并考虑混合函数的影响,得到优化船型Pareto解集。最后给出多目标优化的计算结果,并且与单目标优化的结果进行比较,同时分析多目标优化优化船型方案中片体尺度要素的分布情况。

小水线面双体船技术在实船上的应用

通过对我国首制千吨级小水线面双体船交付后的使用情况进行分析,并与国外同类型船舶性能进行比较,找出我国小水线面新船型优缺点和与国外在该领域发展的技术差距,为后续同类型船的设计、建造和技术发展提供参考。

小水线面双体船结构有限元分析

小水线面双体船是一种综合性能优良并具有广泛应用前景的新船型。此种船型其结构相对单体船更为复杂,设计时尤其需要重视结构总横强度及扭转强度问题。基于大型有限元软件SESAM,对某小水线面双体船采用直接计算方法进行结构强度分析,表明在横浪和斜浪情况下对其横向强度及扭转强度影响明显,应重点考虑特殊部位结构加强。总结出强度校核方法,并给出具有一定实用价值和工程指导意义的结论。

“新世纪一号”小水线面油田交通船轮机系统优化设计

笔者根据在历时近3年我国第一条真正意义上的小水线面双体船从设计建造至顺利完成试航的过程中,就该类船型轮机设计的心得进行归纳。