- 张健;朱馨晔;刘俊杰;姬贺港;
极区船舶与海冰发生挤压碰撞时常伴随着极地低温，考虑极地低温与冰载荷联合作用时对船舶舷侧极限承载能力的影响。首先，采用VOF(Volume of Fluid)模型研究在仅受环境温度影响下船舶舷侧垂向温度分布，水线至二甲板处受环境温度与海水温度的影响产生明显的温度梯度，以此时的温度应力为基础，在船舶舷侧上施加冰载荷，细化冰载荷加载区域网格，通过两倍斜率法确定舷侧的极限承载能力，环境温度越低，其极限承载能力越小。改变冰载荷施加位置，对比有无强构件支撑时其极限承载能力的大小，结果表明强构件支撑能有效提高船体的极限承载能力。研究成果可为极区船舶结构强度校核提供参考。
2025年10期 v.47 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 谢晓忠;田精明;高原;谢锋;黄如旭;
本文对数字图像相关（DIC）技术在水下耐压结构应变测量领域应用的可行性进行探索，首先开展开口试样单向拉伸应变测试试验研究，通过将DIC应变场测量结果与数值仿真结果、电阻式应变测试系统采集数据进行对比，验证DIC应变场测试技术在小尺度试样应变测试上的有效性；其次以某大型钛合金典型水下耐压结构为研究对象，在开展其静水内压试验时，分别以DIC和静态数字应变采集系统测量其结构局部应变；最后通过数据对比分析，得出将DIC应用于大型水下耐压结构局部应变测试具有可行性结论。本文详述了试验操作过程，可为同类试验提供技术指导。
2025年10期 v.47 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 宋晶晶;陈磊;王初龙;周文斌;
本文通过理论方法研究水中无限长双层圆柱壳填充不同夹层介质时外壳散射特性。基于动态弹性理论和变量分离方法，针对无限液体介质各向同性双层圆柱壳对稳态谐波声音信号的散射问题，结合各向同性介质Lame运动方程和Hemholtz方程，推导得出水中无限长双层圆柱壳填充不同夹层介质时外壳散射场的严格解，计算分析一定波长和内外壳相对厚度范围内单、双壳体内部不同介质下稳态信号散射频率依赖性。结果显示，对于双层圆柱壳，外壳相对厚度的增加导致共振振幅平均从25 dB降低至15 dB；内壳厚度导致的外壳散射信号水平变化约为20log|D(0°)|，并随外壳厚度增加，平均从约17 dB降低至5～10 dB。
2025年10期 v.47 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭兴乾;陈曙梅;王东;张勇;
针对某型海缆船多功能要求，确定缆盘区域结构基本型式，采用有限元方法对前期确定的结构加强型式进行舱段强度评估，分析各种装载工况及缆盘载荷，得出典型区域结构的计算结果，结合前期总纵强度校核结果，对于主甲板横向大开孔、缆盘底部中心区域开孔等加强区域进行改进，对比前期船体梁理论总纵强校核与舱段有限元的计算结果，分析局部载荷所占比值，以验证总纵强度校核和舱段有限元计算结果的准确性和合理性，对前期结构设计提供一定参考。
2025年10期 v.47 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张基明;孙泽文;穆永涛;孙茂凱;张培;王生海;
针对细长杆件海上吊装转运过程中作业效率低、风险高以及作业强度大等问题，本文将细长杆件吊装过程分为单点起吊阶段和多柔索约束阶段，并分别对2个阶段进行动力学建模。采用Matlab/Simulink对细长杆件从水平放置至吊离地面阶段的动力学特性和多柔索约束阶段的减摇效果进行仿真分析，通过硬件实验验证了单点起吊阶段和多柔索约束阶段动力学模型的准确性，所提出的多柔索约束策略对吊钩和细长杆件吊重的平均减摇效果达75%，研究成果可为海上细长杆件吊装过程的优化以及多柔索减摇策略提供一定的理论基础。
2025年10期 v.47 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2393K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李紫麟;汤明刚;陈彧超;张华;
船舶及海洋结构物会受到来自各种液舱（如压载舱、油舱、淡水舱）的内部压力，对船体的局部结构响应产生影响。本文阐述了液舱内部压力场的计算原理和方法，以浮式平台典型作业工况为例，采用压力场、柔性MPC（多点约束）连接、添加质量点3种方法分别进行加载，模拟内部液舱及甲板堆货区域的压力，并对浮式平台结构强度进行安全分析。结果表明3种不同加载方法下结构应力均满足屈服强度衡准要求，直接施加应力场的方法是一种较为客观真实的处理方式，采用柔性MPC及质量点数值方法的预报结果相对偏保守。该工作可为船体结构设计提供一定的借鉴作用。
2025年10期 v.47 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周亿;刘文玺;胡俊波;邱昌林;唐永壮;李定远;谭路;阮文冲;
本文研究复合型变厚度消波阻尼板的振动特性以控制基座结构振动。在完成数值仿真结果的正确性验证后，以基座面板的振动谱峰为控制目标，通过调节材料及结构参数设计单片及复合型变厚度消波阻尼板的固有频率，将变厚度板固连到目标基座面板上振动幅值最大的位置，实现与振源的耦合共振，从而吸收并耗散弯曲振动能量，为控制计算规模，采用面单元代替体单元，并用函数为变厚度板赋板厚以保证板厚的连续变化。研究结果表明，采用上述方法构建数值仿真模型能够大幅提高计算效率，在5～600 Hz的频率范围内，采用上述基于振动谱峰构造的复合型变厚度消波阻尼板以及连接方式能够明显降低基座面板在谱峰处的振动幅值，同时不影响目标结构的强度及重量。
2025年10期 v.47 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 闫佳兵;蔡尚峰;赵凯;
为验证现有船舶动力学数值仿真模拟对船舶运动预测的准确性。以KVLCC2油轮回转运动和S175集装箱船在规则波中的摇摆运动为对象，采用控制体积法求解湍流模型封闭的非定常雷诺方程，并结合k-ωSST模型和自由面VOF方法，求解了6自由度的船舶运动动力学方程组。分析数值模拟结果发现，在不同的波浪航向角下，船舶进入规则波的回转和摇摆运动与试验数据具有良好的一致性。结果表明，现有数值方法能够满足工程目的的精度预测船舶动态参数，可作为船舶方案设计阶段操纵性预报的主要手段和重要补充。
2025年10期 v.47 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 闫晨朝;李国荣;郭健;
混氢天然气可以显著降低二氧化碳和其他有害排放物，推动海事行业向低碳转型。本文通过数值模拟研究障碍物阻塞率和数量对密闭船舱内火焰扩散的影响，分析这些参数对火焰传播结构和爆炸压力的作用。结果表明，火焰传播形态受到障碍物阻塞率和数量的显著影响。最大爆炸压力上升速率随阻塞率和障碍物数量增加而增大，初始压力升高也会使压力峰值和上升速率增加。该研究为混氢LNG动力船舶的设计和安全评估提供了理论依据。
2025年10期 v.47 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1839K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 王磊;陈丽丹;范怀谷;
为了迎合航运业的能源转型，本文探索了太阳能光伏发电系统在船舶上的应用，搭建了太阳能+电池组的船舶电力网系统，包括一个光伏（PV）发电系统、电池储能、双向Buck-boost变换器、电力电子变换器以及交直流负载。在阐述了基于太阳能光伏技术船舶电力系统的结构与工作原理的基础上，进行了太阳能+电池组的船舶电力网系统的仿真验证。仿真结果显示，太阳辐射能量经过光伏阵列首先被转换成电能，然后由电力电子变换器变换后供给船上电气设备使用，多余的电能经过转换后以化学能的形式储存在储能电池中。同时储能电池与直流母线有效地对接，在日照不足时，储存在电池中的能量能够转换为电能供船上电气设备使用。
2025年10期 v.47 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李文龙;汤旭晶;张仲泽;汪恬;郭芝鸿;郭威;
为探究光伏渗透率对船舶电力系统的影响，本文以“中远盛世”轮电力系统为研究对象，建立系统仿真模型，分析不同渗透率下的分布式光伏电源切入和切出对船舶电力系统电能质量的影响，以及三相短路故障下的船舶电力系统的瞬态响应。结果表明光伏并网切入对电力系统电压和频率的扰动明显强于切出过程，且随着渗透率提升，船舶电力系统遇到短路故障问题时更容易出现失稳。最后在满足船舶电力系统电能质量规范要求的同时，讨论了船用光伏系统渗透率进一步提高的可行性。
2025年10期 v.47 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李赫;孟成;展旭;宋耀;刘晨;
本文采用数值计算方法模拟压气机部件壁面粗糙度对其气动性能的影响。首先，建立离心压气机数值计算模型，并通过试验测试进行验证；然后，分析压气机不同部件壁面粗糙度对气动性能和内流场的影响；最后，针对影响压气机气动性能的主要部件，探究其局部壁面粗糙度对气动性能的影响。结果表明，叶轮和扩压器壁面粗糙会严重影响压气机的气动性能，其中扩压器壁面粗糙对压气机气动性能影响最大；蜗壳壁面粗糙会导致压气机稳定运行流量范围大幅减小，但对压气机效率和压比的影响相对较小。在叶轮部件中，轮缘面和叶片壁面粗糙是导致压气机气动性能降低的主要原因，分别导致压气机最高效率降低1.3%和0.7%；而轮毂面粗糙会导致压气机稳定运行流量范围减小，对效率和压比的影响相对较小。扩压器壁面粗糙也是压气机效率和压比降低的主要因素，压气机最大效率降低2.3%。
2025年10期 v.47 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 申华;刘扬;陈世凡;周东;周黎;
针对某船用轴流涡轮增压器的径向轴承进行性能优化设计，采用数值模拟方法，对比分析不同的轴承油楔结构参数和滑油参数对径向轴承油膜特性的影响；之后开展了径向轴承油楔结构优化设计、供油参数、油楔公差等和转子稳定性的分析。结果表明，油楔宽度L变化对轴承功耗影响最大，而对轴承油膜厚度、油膜压力、油膜温度等参数有一定影响；经优化后的径向轴承-转子系统的运行稳定性得到大幅提升，径向轴承优化后降低了机械功耗3 kW以上。对径向轴承参数的分析方法和结论，对该船用大流量涡轮增压器径向轴承设计具有重要的工程应用价值。
2025年10期 v.47 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1713K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李邢伟;李杰;俞滨烨;卜诗;
为了进一步提高涡轮叶片的内部冷却性能，对基于矩阵肋的双层壁单元进行研究。通过搭建双气路的实验台测量了3种不同孔位置下外腔靶面的传热，并使用经验证过的湍流模型（SST k-w）分析射流孔不同位置（1/4S:靠近肋侧壁、1/2S:子通道中心、3/4S:子通道中心线与肋侧壁之间）的传热影响。结果表明，位于矩阵子通道中心线（1/2S）的射流孔在2层（矩阵内腔和射流腔）之间传热效果最佳，且在2层中的强化传热系数高于6；内层矩阵通道和外层多孔射流之间形成了一种协同冷却，不仅增强了整体综合热效率，还提高了靶面冷却均匀性，有助于延长叶片的使用寿命。
2025年10期 v.47 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蔡晓涛;钟震宇;黄志武;杨绪辉;
针对某综合科考船大型动力机组隔振系统隔振效果不理想的情况，首先对隔振效果的倍频程测试数据进行详细分析，并通过实船勘验和振动故障诊断，确定附属管系的振动是导致传递振动的关键因素。通过对振动源进行精确识别和振动传递路径的深入分析，揭示了船体基座振动与机组附属管系振动存在明显关联。因此将优化方向明确在管系优化处理，进而降低发电机组的振动传递到船体基座。试验结果表明，在管系采用综合优化措施后，大型动力系统的隔振效果由21.8 dB提升到32.6 dB，该研究为船用主动力设备隔振系统安装完成后的优化设计提供建议和参考。
2025年10期 v.47 115-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张磊;彭超华;谢福兴;邓怡曼;
为研究过渡流下间隙比对近壁柱体绕流流动特性的影响，搭建开式循环水槽实验台，通过PIV可视化实验方法，对不同间隙比工况下的柱体（圆柱和方柱）绕流进行实验研究。研究发现，在雷诺数为300时，间隙比的改变影响了柱体与壁面的相互作用，使得分离剪切层以及柱体尾流旋涡的形态产生了变化，进而显著影响了柱体尾流的流动特性。总的来看，随着间隙比的增大，柱体尾流的流动形态由单个顺时针运动的旋涡逐渐演变为对称的旋涡对，其尺度先增大后减小；在这一过程中，壁面对柱体尾流的影响逐渐减弱。本文对比了圆柱和方柱绕流的差异，研究发现近壁圆柱可以在更小的间隙比下恢复流体流速，但其绕流影响范围小于近壁方柱。
2025年10期 v.47 119-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 陆青梅;赵山林;高媛;
舰船编队网络是一个复杂的通信系统，为减少通信延迟，确保信息的及时传递，提高整个编队的反应速度和作战效能，提出基于模拟退火遗传算法的舰船编队网络优化调度方法。以最小通信总延迟与总能耗为目标函数，通过设置约束条件，建立舰船编队网络优化调度模型。利用模拟退火遗传算法求解调度模型，实现最小通信总延迟与总能耗的舰船编队网络优化调度。实验结果表明，应用本文方法后，舰船编队网络的通信总延迟在0～80 ms之间，能耗保持在580 kWh以下。说明本文方法可以有效提升舰船编队网络通信的稳定性和效率，显著增强了编队的作战适应性和应变能力，为海军作战和海上安全提供更为可靠的支撑。
2025年10期 v.47 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1822K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 于隆;尹娜;
受到复杂电磁环境干扰，舰船网络拓扑结构频繁变化，信息加密及传输的机密性较低，严重威胁舰船关键业务的正常运行。为此，开展复杂电磁环境干扰下舰船网络信息安全传输方法研究。先应用MapReduce并行处理模型，融入混合混沌映射高效加密舰船网络信息，得到舰船网络信息密文；然后构建安全传输通道模型，以克服复杂电磁环境导致网络拓扑结构频繁变化的干扰；最后将制定的传输协议引入该通道中，实现舰船网络信息的安全传输。实验结果表明，在复杂电磁环境干扰下，该方法面对多种常见攻击仍可安全传输舰船网络中的各类信息，且信息丢失量极低，应用效果较好。
2025年10期 v.47 161-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 顾钦平;
船舶在海上航行时会受到各种复杂环境因素的影响，而这些因素会导致船舶出现耦合效应，进而影响其操纵性能和航行安全性。针对传统船舶运动系统解耦方法响应时间较长、稳定性较差的问题，研究采用最小二乘法进行船舶运动系统参数的辨识，引入遗忘因子对最小二乘法进行改进，并将粒子群优化算法和模拟退火算法结合，根据辨识的参数进行船舶运动系统的解耦，设计出一种混合算法。结果显示，在平均检测精度和推理速度计算中，设计算法与其他3种方法相比，平均检测精度分别提升了19.9%、15.7%、11.5%，推理速度分别提升了82.3、67.4、19.3 fps，证明了其精度和计算效率较高。研究提出算法在解耦合过程中展现了较好性能，为实现高效稳定的船舶运动控制提供了新技术途径。
2025年10期 v.47 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李雪娇;郑晓东;
受复杂海况、主机转速波动等因素影响，高频噪声混入船舶尾部结构振动信号，生成虚假分量，导致振动信号特征难以提取，为此研究船舶尾部结构振动信号特征提取方法。利用延拓EMD分解法增大振动信号长度，再分解船舶尾部结构振动信号噪声和干扰成分后，去除延拓值，获取纯净振动信号；通过运行模态分析方法，提取纯净振动信号的固有频率、阻尼比，作为船舶尾部结构振动信号特征。研究结果显示，此方法对船舶尾部结构振动信号提纯效果好，信号未出现端点失真问题，且能够有效提取船舶尾部结构振动信号不同模态的固有频率与阻尼比特征，在单测点与多测点场景下均表现出高精度特征提取能力。
2025年10期 v.47 171-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王霞;李文明;
近海航运中船舶吃水精准控制对安全与效率至关重要，传统人工观测精度不足，单一测量技术受环境制约。本文对船舶三维吃水模型动态匹配技术进行研究，构建包含多源数据采集预处理、多层感知机神经网络模型设计及动态反馈机制的技术架构，实现船舶载重、水文环境与航行任务的动态耦合建模，在算法层面，采用多层感知机（MLP）神经网络，有效处理多变量非线性耦合关系，其三维吃水预测精度较传统方法提升70%–80%。本文构建的船舶三维吃水动态匹配模型对保障船舶安全航行具有重要作用。
2025年10期 v.47 176-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李尚富;陈大伟;
为增强舰船面对大风、海浪等外界干扰时的航向控制能力，设计基于人工智能技术的舰船自动驾驶控制系统。构建具备非线性特征的船舶航向控制系统数学模型，并将其转换成状态空间形式进行描述，以此为基础，采用人工智能技术中的模糊神经网络（FNN）与Bang-Bang控制相结合的方式搭建舰船自动控制系统结构，其中Bang-Bang控制器以航向偏差和偏差变化率为输入，实现快速消除较大航向偏差，模糊神经控制器同样以此为输入，负责在偏差较小时进行精细调控，二者协同实现舰船自动驾驶控制。实验结果表明，该系统能有效应对外界干扰，稳定跟踪航向，减少频繁操舵与超调，可快速将航向稳定在目标值，实现更优的舰船自动驾驶控制。
2025年10期 v.47 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K] [下载次数：47 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘玉乾;黄申;余涛;代传垒;
船舶推进系统控制性能关乎船舶运行效率与安全，深入研究并优化控制算法意义重大。本文聚焦SPSB测试平台，其由硬件层、软件层和数据接口构成，利用实时仿真平台构建船舶推进系统模型，其工作流程涵盖硬件接入、指令发送与反馈、算法评估及优化循环。在算法优化上，使用MPC算法和自适应算法在平台上进行船舶推进系统控制性能的测试仿真，结果表明使用SPSB测试平台可以全面分析外界参数改变时船舶推进系统的工作状态，并可以合理地利用不同算法有效提升推进系统控制效能。
2025年10期 v.47 185-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]