日本造船业的发展模式及应对全球金融危机的策略

本文从多角度分析了日本造船业的发展模式和特点,探讨了日本造船业在本次全球金融危机中的应对策略和方法,从分析中看到了我国造船业存在的一些不足,提出了我国造船业在今后发展中应注意的一些问题。

现代造船模式对产品价格影响研究

现代造船模式是以区域、阶段和类型进行作业分解及组合的,以"中间产品为导向"来组织生产的柔性化的流水生产。本文介绍了现代化造船模式的特征和要素,论述了现代和传统的造船模式之间的技术区别和成本组成的不同,以及现代造船模式对产品价格的影响。

基于计算流体动力学的最小阻力船型自动优化

基于计算流体动力学(CFD)理论,利用i SIGHT优化设计平台构建一种船型自动优化方法。该方法集成船型变换及自动生成技术、CFD技术及优化算法。优化过程中,编制船型参数化融合模块实现船型变换与SHIPFLOW软件输入数据间的自动连接;采用遗传算法与二次序列规划法相结合的组合优化方法实现从全局探索再到局部空间寻优的整个流程。以某双艉集装箱船为例,优化后船体兴波阻力明显下降,总阻力也得到显著的改善,获得了设计航速下总阻力最小的船艏与船艉线型组合,表明了该方法的可行性与有效性。研究显示,所提出的方法可以获得阻力性能优良的船体型线供设计者参考,具有较强的工程适用性,在基于CFD的船型自动优化方面具有广阔的应用前景。

大型舰船集成式冷媒水系统优化设计及试验

针对某大型舰船空调装置集成式冷媒水系统普通空调用户与特殊空调用户并联运行时存在流量分配困难的问题,提出支路双流量并联运行的优化设计方案,采用Flow Master软件计算系统的沿程阻力和流量,构建集成式冷媒水系统模拟试验平台,进行特殊空调用户低负荷运行与高负荷运行时管网的水力特性试验研究,比较采用支路双流量并联运行方案前后普通空调用户和特殊空调用户的流量分配情况。试验结果表明:采用优化方案后,特殊空调用户在高负荷和低负荷工况下运行时管网各用户可基本保持水力平衡,艏艉流量比较合理,满足用户需求;而在低负荷工况不采用双流量并联运行限流方案时,特殊空调用户支路流量远大于所需流量,艏部的普通空调用户支路流量均低于设计流量的50%。理论和试验研究结果说明,在特殊空调用户支路上采取双流量并联运行方案可有效解决大型舰船集成式冷媒水系统不同运行工况下的流量平衡问题,并且具有高效节能的特点。

舰船电力载波通信的阻抗匹配设计

舰船电网是具有各类负载和变电装置的移动式独立电网。首先提出在舰船照明电网中应用电力线载波通信技术(Power Line Communication),具有信道谐波干扰少、负载简单、脉冲噪声可评估,分布广的优势。而后在考虑趋肤效应的影响下分析计算出包括交流电阻、交流电感和相间电容在内的照明电缆参数,根据传输线理论得出舰船照明电网电力线信道特性阻抗、输入阻抗与频率的关系,实现电力载波调制解调器耦合电路与舰船照明电缆线的两种匹配:一是发射端的共轭匹配,使发射功率最大;二是负载端的阻抗匹配,使接收功率最大。同时给出了适用于舰船电网的电力载波耦合电器的阻抗设计参数。

加筋板结构在水下爆炸冲击波作用下动态响应的近似相似方法研究

提出了同时考虑流固耦合和材料应变率强化效应时,加筋板结构在水下爆炸冲击波作用下动态响应的相似条件。在此基础上,提出了该问题的近似相似方法。该方法通过在模型和原型之间建立一个修正模型,达到利用修正模型的冲击响应近似预报原型响应的目的。最后提出了利用缩比模型试验预报原型冲击塑性变形的模型化试验方法。文中结论可用于指导利用模型试验预报船体局部板架在水下爆炸冲击波作用下动态响应。

新型巡航救助船全景式驾驶室视野计算分析

驾驶室是控制船舶航行和作业的关键部位,其布置的合理性对船舶操纵效率和运行安全有着直接影响,而衡量其布置合理性的重要指标便是视野范围。"国际海上人命安全公约"(1974)中明确规定了驾驶室视野的安全性要求,这些要求被国内外各主要船舶规范所引用,但是对视野的规范和规定还局限于前视区域,对全景式驾驶室没有做出相应的规定,国内目前也没有对船舶驾驶室的优化布置及视野计算方法展开过专门研究。在参照我国海船规范中对驾驶室安全视野的校核规定的基础上,受到其它行业中关于视野计算的方法的启发,利用二维平面作图法对某新型海事船多功能综合全景驾驶室的视野盲区范围进行了测量计算,并对计算数据进行了统计分析。分析表明,该驾驶室前台驾驶时前视视野满足规范要求,其它驾驶状态和方位的视野也较开阔。

船舶系统维修性定量评估方法研究

由于维修性越来越受到重视,维修性定量指标已写入了船舶的技术规格书中。对船舶系统的维修性指标如何进行验收,目前还没有一套行之有效的方法。针对船舶的特点,提出了一种适合船舶系统的维修性定量评估方法。该方法采用船舶设备的维修时间数据,经过适当折合后进行船舶系统级平均故障修复时间的评估,并对船舶系统平均故障修复时间区间估计的公式进行了推导,有效解决了船舶系统的维修性指标的验收难题。最后用实例说明该方法的应用。

导管桨周围流场的数值模拟

采用基于RANS方程的雷诺应力模型(EARSM)对导管桨的敞水性能及周围流场进行了数值计算,计算网格采用全结构化网格,网格的划分考虑了导管与桨叶间隙的边界层的影响。在设计进速下,桨叶敞水性能的误差小于2%。对导管桨的周围流场进行了模拟,尤其对导管桨尾部涡系进行了系统研究,计算结果与试验结果吻合较好,说明本文提出的方法可以准确计算导管桨的螺距角,为导管桨的设计及水动力性能预报提供参考。

舷侧不连续双层板架结构稳定性试验及改进设计

本文设计了舷侧不连续的双层板架结构模型,开展了该结构轴向受压稳定性试验,并采用非线性有限元软件Abaqus对其屈曲失效过程进行了数值仿真计算,分析了结构屈曲失效的诱因及过程。在此基础上,为提高该结构轴向受压稳定性,本文设计了4组改进设计方案,并使用经试验验证的有限元建模计算方法对这4种方案进行分析,选出最佳方案。本文的改进设计方法为此类结构的稳定性设计提供了参考依据。

气垫船复杂进气系统流场数值模拟研究

针对具有多分支结构的气垫船复杂进气系统,讨论了计算域的建立与简化方法.使用块结构方法生成计算域网格,保证了大空间内网格质量平衡性;使用多孔介质模型模拟滤清器通流特性,在保证计算精度前提下提高了计算效率.完成复杂进气系统流场多工况数值模拟,得到了该进气系统相应阻力特性、压气机入口不均匀度,针对模拟结果分析影响其特性的因素和结构改进建议.计算结果及不均匀度分析表明所建立数值模拟方案可行,为相关工程优化设计提供了可靠的预报方法.

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明:计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。

钛合金导流罩结构抗冲击计算

导流罩结构作为舰艇结构重要的首部结构形式,其在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能不容忽视。为研究导流罩结构的抗冲击性能,以某船钛合金导流罩结构为研究对象,应用大型有限元计算软件ABAQUS,建立有限元模型,采用声固耦合法进行水下爆炸数值仿真计算。通过模拟导流罩结构在船上的安装边界条件,设定水下非接触爆炸冲击工况,计算得到了导流罩结构在爆炸冲击载荷作用下的等效塑性应变、位移、加速度等动态响应,并给出了基阵安装位置的频率特性和冲击环境。研究表明,导流罩底部外板为导流罩结构的危险区域,导流罩基阵安装位置处的响应以中低频段为主。

船舶甲板结构稳定性试验及改进设计

为研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口结构的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件Abaqus对该模型的屈曲破坏过程进行数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好。在此基础上,根据甲板结构屈曲失效的诱因,设计5种改进设计方案,并使用经试验验证的有限元仿真计算方法对各种改进方案进行分析,选出最佳方案。本文工作为船舶甲板结构稳定性设计提供了一定的参考依据。

恶劣海况下船体波浪载荷的统计推断

介绍恶劣海况下船体波浪载荷(包括波浪和合成弯矩)统计推断的计算方法,并以某一高速排水型船舶作为算例进行计算。首先,按30 min短期海况估算该船的船舯波浪弯矩、砰击弯矩和合成弯矩统计特征值并与测量结果进行比较;其次按4 h海浪稳定假设,给出统计推断;最后,对巨浪海况完成算例船舶的波浪弯矩和合成弯矩的统计推断,并简要分析船体的总纵强度。

舰船艉轴架系统固有振动特性测试与分析方法

艉轴架系统是由艉轴、前(后)艉轴架臂以及螺旋桨等共同组成的复杂构件系统,其固有振动特性的有效测试、合理分析和振型识别对于开展舰船艉轴架设计、建造以及控制舰体尾部振动等具有重要意义。为此,针对艉轴架系统的构成特征以及组成构件的固有振动特性,分别建立理论分析模型,通过分析,认为艉轴架系统固有特性属于复杂构件系统的振动问题,其固有特性取决于艉轴及前(后)艉轴架臂的共同特性,两者间存在较大关联性,实际模态的识别应根据工程需要加以确定。基于以上分析,给出艉轴架系统固有特性测试要求和振型识别原则,并以某型舰的艉轴架系统为例开展固有振动特性试验测试和模态识别,取得了良好的效果。

基于设计特征的FRIENDSHIP船型参数化方法及实现

船型设计是船舶总体设计中一项极其复杂且又重要的内容,船舶的结构设计、性能计算、总布置等都要以船型为依据,因此,如何实现船型参数化设计尤为重要。FRIENDSHIP系统为船型设计提供了基于Feature特征和仿真驱动设计的参数化方法和实现机制。在对船型参数化基本理论———特征参数、特征曲线和曲面生成等进行详细阐述的基础上,以某型船艉部裸船体为例,具体阐述了船型参数化的实现流程,以及以Feature、Curveengine和Meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤。以Feature特征为核心的船型参数化方法不仅能为船型曲面的快速建立提供技术支撑,还可以为性能分析和优化提供基础条件。

基于遗传算法优化的小波神经网络对船舶受扰力及力矩建模预报

首先构造小波神经网络,建立船舶横向和纵向运动模型及其运动受扰力模型,采用小波神经网络对船舶受扰力建模预报,并用遗传算法对其进行优化,对预报结果进行分析比较,给出超前5秒、15秒的船舶运动受扰力与力矩预报结果。

船舶压载水处理技术应用综述

介绍目前国际船舶压载水处理的相关规范要求及其发展趋势,综合分析国内外开发与应用的主要压载水处理技术的原理、特点与应用潜力,对比目前已在市场上推广应用的相关设备技术特点,展望压载处理技术与装备的发展前景。结合船舶总体设计,探讨压载水处理设备选用与系统设计的相关问题。