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。

螺旋桨性能教学实验装置设计与实践

针对船舶与海洋工程领域螺旋桨敞水动力性能实验教学中学生参与性不强的现状,设计并开发了一套螺旋桨敞水动力性能实验教学装置。选取合适大小水箱在其侧壁开口依次连接竖直观测筒、流量计、伺服水泵;观测筒上方依次安装电机、自航仪和螺旋桨,学生自行操作测量推力和扭矩完成螺旋桨敞水实验教学。改变水温,将频闪灯调至与螺旋桨转速相同频率,观测空泡现象完成螺旋桨空泡实验教学。本装置可完成螺旋桨敞水和空泡教学实验,学生在动手完成实验数据测量和实验现象观测的过程中,增强对知识的理解,提高自主创新和动手实践能力。

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。

基于阻力图谱的船舶快速性教学系统开发

以V形高速艇为研究对象,在船长固定基础上,改变船宽(3组)、斜升角(3组)、排水量(3组)和静倾角(2组),得到54组不同工况,选择合适缩尺比加工模型,完成船模阻力试验并按照二因次换算法得到实船有效功率,通过线型插值得到以该艇为母型船的阻力图谱。学生自主输入船型参数后通过阻力图谱获取有效功率,输入推力减额、伴流分数、相对旋转效率、传动效率等参数,选定主机功率和额定转速后预估设计航速并完成螺旋桨设计,得到螺旋桨直径、盘面比和螺距比等参数。以VB语言为工具对AutoCAD进行二次开发,完成螺旋桨叶剖面参数表和桨叶轮廓形状图绘制。该基于阻力图谱的船舶快速性教学系统将阻力性能、推进性能、船机桨匹配等知识点有机融合,作为课堂教学的辅助软件,可促进学生对船舶设计知识体系的理解,提升学生的思考能力和创新能力。

船用电机启动控制电路故障诊断虚拟仿真实验

三相异步电动机控制电路故障排查是实验教学的重难点。实物教学存在故障设计排查成本高、强电操作危险大、电路分析验证难等弊端,且商业电气设计仿真软件又不适合学生入门学习。因此,设计船用电机启动控制电路故障诊断虚拟仿真实验。逼真呈现船舶管系运行场景、电控柜及电器元件组成,着重还原真实故障电路状态与排查过程,实现故障随机模拟与任意节点电压电阻自主测量等。该虚拟仿真实验已成功应用到本科实验教学,起到了良好的实验教学效果。

基于船池拖车系统的大型仪器管理方法探讨

以“船池拖车系统”大型仪器为研究对象,阐述了其基建要求高、现有数量少、行业背景强的特征与现状。针对高校中“船池拖车系统”试验安排矛盾大、专业队伍缺乏、维护保养费用高昂等普遍存在的问题,提出了若干经验及方法:完善制度体系、夯实管理基础,加强队伍建设、跟进服务质量,优化收费标准、提升造血能力,拓展教学功能、促进能力培养等。使用经验表明,上述方法有利于提高“船池拖车系统”使用效益,充分发挥了仪器服务于教学和科研的价值。