- 蒋志勇;庄月昊;韦琪;武志明;
在强风大浪等恶劣海况下，双船码头的系泊安全性至关重要。为确保其稳定与安全，有必要对双船码头的系泊响应特性进行深入研究。本文采用水动力软件AQWA，基于三势流理论对2艘10.5×104 t散货船并排码头系泊进行数值仿真研究，得到在风流浪联合作用下不同浪向角下系泊系统动力响应特性。研究结果表明，双船并排码头系泊时，外船的运动响应大于内船；在离岸风下，系泊系统的缆绳张力较大；在向岸风下，系泊系统的护舷力较大；环境载荷同向时，缆绳张力及护舷力较大。为双船码头系泊的安全性提供了参考。
2025年02期 v.47 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1955K] [下载次数：161 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 李欣;王雪仁;苏常伟;
为解决船舶隔振领域低频隔振难题，在现有基于磁齿结构的电磁负刚度机构基础上，针对其电磁力解析表达式中忽略了铁芯磁阻和未考虑磁路饱和的问题，对其进行修正，得出考虑铁芯磁阻及磁路饱和的电磁力解析表达式。以负刚度机构电磁力最大和功耗最小为目标，对负刚度机构结构参数进行了多目标优化，将优化后的电磁负刚度机构与具有正刚度特性的金属弹簧并连，设计形成基于磁齿结构的电磁准零刚度隔振器。在此基础上，完成隔振器样件的加工制作及静力学特性试验，进一步验证了基于磁齿结构电磁负刚度机构理论及电磁力解析表达式修正结果的正确性。
2025年02期 v.47 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K] [下载次数：282 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 钟后阳;李德军;陈嘉伟;刘辰辰;黄欢;陈斌;
研究海流下的载人潜水器机动Z形操纵性能，为海流环境下的安全航行进行评估。本文以某小型载人潜水器研究对象，首先建立其完整的六自由度运动方程，采用CFD计算得到的水动力参数。然后对其水平面Z形操纵运动进行仿真，在此基础上，考虑小型载人潜水器复杂环境下易受干扰，对不同海流方向（横向、迎向和45°）下的Z形操纵运动、不同海流大小下的Z形操纵运动、迎流下的时变海流下的Z形操纵运动开展仿真研究。研究结果表明，载人潜水器运动具有强耦合、非线性特点，在无海流下的情况下，载人潜水器具备灵活机动性，航行稳定；在有海流干扰下，航行轨迹出现偏移，但整体航行稳定，表明该载人潜水器操纵性能良好；通过3种海流干扰下的运动仿真对比发现，迎向海流对Z形操纵运动影响最小；在遭遇影响大小周期性变时变海流时，潜水器Z形运动稳定，但航向角的峰值不断变化，该影响会造成潜水器航行的不对称性，引起航迹的周期性横移。该研究可为载人潜水器操纵控制提供参考。
2025年02期 v.47 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1949K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 罗鹏;李军;许磊;
矢量推进技术的提出有效改变了水下航行器在低速航行时较弱舵效的困境。由于推力的矢量化，使水下航行器具备直接的推力偏转能力，从而具备优秀的机动能力。本文以并联机器人控制技术出发，基于三台直线电动缸+球笼式万向节的方式，重点讨论矢量控制技术研究。其创新之处在于推进电机无需装载在偏转运动机构中，而可搭载于航行器内部，再将力矩耦合至矢量舵偏转机构上，从而突破了矢量推进电机的体积和重量限制，为大功率矢量推进装置的研制提供了解决方案。仿真结果和实验显示所提出的矢量推进技术稳定可控，可以实现螺旋桨在俯仰和偏航2个自由度方向±15°的偏转，控制精度±0.2°/1°，速度15°/s，从而实现推力的矢量化。
2025年02期 v.47 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张恒;吴新雨;刘霞勇;龚征华;戴原星;
为研究双喷水推进耦合条件下的操舵性能，本文选择某大型喷水推进装置为研究对象，基于两相流数值模拟方法，对不同航速下、不同操舵角度时单/双喷水推进操舵特性开展了数值计算，从流动特征和水动力性能角度探究了单喷水推进在不同舵角时的操舵特性以及双喷水推进耦合对操舵特性的影响。结果表明，单个喷水推进实际操舵力损失和操舵角度有关，和航速关系不大，损失主要由流体飞溅和方向舵本身设计引起；双喷水推进耦合操舵时，每个推进器操舵力优于单个喷水推进，转舵力矩也随之增加。
2025年02期 v.47 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 袁梦;高峰;马亚成;陈海林;
针对某敞口集装箱船在试航过程中出现的绑扎桥、桥翼、舵机间振动问题，采用有限元法进行振动分析。研究发现，改变绑扎桥下方支撑结构对绑扎桥固有频率的影响有限，适当削弱支撑结构可起到减振效果；封闭式桥楼的振动很难通过改变局部结构的方式控制，可通过增加主机横撑的方式解决；舵机间位于螺旋桨正上方，螺旋桨二阶及三阶激振力均会造成一定影响，设计时应考虑足够的频率储备。
2025年02期 v.47 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵威;贾凌翰;宿磊磊;牟军敏;郭蕴华;
针对某型喷水推进船舶，提出一种多模式混合切换控制策略，能够实现2种模式的自动切换，提升船舶航行控制的工况自适应性。这项工作需要集成航向保持和路径跟踪2种操作模式，以满足不同工况下的运动控制要求。本文建立基于监督开关控制（SSC）的混合控制框架，分别实现了航向保持PID控制器和路径跟踪滑模控制器，通过监督切换逻辑实现2种控制模式的平稳切换。根据实际航行的目标航迹，结合实船参数进行仿真，仿真结果表明，所提出的混合控制策略具有良好的性能。
2025年02期 v.47 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K] [下载次数：70 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 郭昂;周谦;
针对空投艇在离机和着水过程中，柴油机燃油及滑油管路无法满足极限使用要求的技术问题，提出解决方案。采用常开式直动式电磁阀与通电延时继电器组合装置，以及设计倾斜的多孔隔板特殊管路，能够有效解决极限状态下动力管路渗流油和滑油产生气泡的难题，同时满足空投艇降落后动力系统远距离遥控启动的需求。通过刚性冲锋突击艇的实船应用和验证，表明这一改进措施不仅提升了空投艇的实用性能力，而且对实际设计工作具有重要的指导意义。
2025年02期 v.47 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 羊慧;张宇祥;高进城;朱博;杭天一;
针对豪华邮轮异型结构振动分析需求，开展人致载荷作用下豪华邮轮典型异型结构振动特性及防护研究。首先，基于时域分析法，建立豪华邮轮典型异型结构有限元模型，结合人致载荷模型，开展豪华邮轮典型异型结构人致振动特性分析，探究人致载荷作用下豪华邮轮典型异型结构振动特性规律；然后，引入豪华邮轮异型结构振动舒适度评价标准，判断结构是否满足豪华邮轮舒适度要求；最后，基于动力吸振原理，对振动舒适度超标的豪华邮轮异型结构开展振动防护研究。结果表明，在人群载荷作用下，结构振动响应较大，易出现振动舒适度超标现象；安装调谐质量阻尼器的豪华邮轮异型结构均满足振动舒适度要求。通过采用动力吸振防护方法可对豪华邮轮异型结构进行简单有效的振动防护。
2025年02期 v.47 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2838K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨进;马立天;
铝合金船体在高速船、特种船舶等船型中有广泛应用，铝合金船体搁浅损伤会对船舶航行安全造成严重影响。提出了一种基于数值分析的铝合金船体搁浅损伤研究方法，阐述了船舶搁浅过程的3个阶段的基本受力情况，建立基于ABAQUS的铝合金船模型，并设置材料参数、接触参数、分析步参数等，最后对船底损伤情况以及不同工况下铝合金船底板受到的水平切割力进行分析。结果表明，通过数值分析可以根据不同搁浅初速度和礁石形状等对船体损伤情况进行判断，以方便快速制定救援方案。
2025年02期 v.47 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [下载次数：58 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陶利民;李霄楠;刘友健;韩伟;唐涛;
为提高海上货物转运的安全性，提出基于绳牵引并联装置的六自由度波浪补偿机构结构设计方案。以4级海况为背景，增大工作空间为目的，在补偿需求和抗摆约束下，使用Matlab软件求解多组不同参数机构在横摇和纵摇方向的力旋量可行工作空间与动平台抗摆轨迹，逐一对比分析优化机构参数，最终通过样机实验验证了仿真结论的正确性，证明了4级海况下机构具有足够的波浪补偿能力并可完全消除负载摆动。
2025年02期 v.47 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2132K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘飞飞;徐贺;朱永健;迟少艳;杜梦潮;吴文开;
起重船是海洋工程领域的重要辅助船舶，主起重机为起重船的核心装备，保证其在各工况下安全作业是起重船设计的重中之重。本文以某5 000 t起重船为研究对象，为提升该起重船尾吊作业能力并保证安全，在船体主甲板中部位置设置有背拉系固设备，并为保证甲板载货面积不受影响，该设备所在区域甲板开口做下沉式处理。由于系固设备位置特殊，为了避免设备背拉基座及甲板开口区域出现结构型损伤，采用有限元方法针对设备基座在有无总纵弯矩作用下进行强度分析。计算结果表明，在总纵弯矩作用下，船中甲板开口角隅及背拉设备基座加强结构出现明显的应力集中情况。根据有限元结果对该区域结构进行优化设计，优化后整体应力情况得到明显改善，相关内容可为后续相关船型设计提供参考，具有一定的工程参考意义。
2025年02期 v.47 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2269K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 卓悦悦;王义;杨帅;陈淑玲;倪瑞东;
T型翼因其优秀的减纵摇特性被广泛应用于船舶工程领域，但T型翼在工作时所产生的升力远小于船舶的回复力矩，制约了T型翼减摇效果。文中提出在T型翼的吸力面装配涡流发生器（VGs），为船体提供更大的升力。通过探究VGs对翼型失速时升阻力系数及流场的影响，证明VGs可增加翼型的最大升力系数，延迟翼型失速，有效减小阻力。对滑行艇母船和滑行艇在常规T型翼/大升力T型翼的水动力性能进行数值模拟，得到安装大升力T型翼后的滑行艇整体升力比安装常规T型翼后的滑行艇整体升力提高18%，阻力减少17%。通过加装大升力T型翼前后船体阻力以及运动预报响应对比，验证了大升力T型翼的应用效果。
2025年02期 v.47 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K] [下载次数：94 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 殷子俊;郑成;孔祥韶;周沪;卢安格;曹宇航;
本文旨在研究新型多级峰窝夹芯结构在舱内爆炸载荷下的动态响应与能量耗散机制。利用AUTODYN中Euler-Lagrange全耦合计算方法验证舱内爆炸计算模型的有效性，并对多级蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行有限元分析，探究采用激光选区熔化技术3D打印制备的316 L夹芯层的吸能性，定量研究多级蜂窝夹芯结构各部分结构参数对其抗爆性能的影响规律。结果表明，多级蜂窝夹芯板在舱内爆炸载荷作用下变形过程可分3个阶段并且总结了其6种失效模式。随着上面板和二级蜂窝壁厚的提高，结构强度上升，下面板变形降低并且整体吸能减少。上面板增厚时，上、下面板吸能比例均下降；而二级蜂窝壁厚增大时，下面板吸能比例却上升。此外，芯层高度的增加有助于提升结构抗变形能力，下面板变形减小43.9%，但因易塑性压实，吸能潜力及整体稳定性减弱，总吸能下降19.2%。综上，多级蜂窝夹芯结构的抗爆抗冲击性能得到了明显改善，对抗爆结构的工程设计有一定指导意义。
2025年02期 v.47 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2157K] [下载次数：242 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙泽文;王生海;安淋;韩广冬;孙茂凱;陈海泉;
在海上进行细长杆件类结构物吊装作业时，吊重从水平放置的位置开始起吊直到脱离地面的过程中，由于船舶运动等因素造成的影响使得细长杆件会意外的发生滑动导致货物或船舶的损坏甚至对工作人员的安全产生威胁。因此，本文对海上细长杆件单点起吊过程进行研究，首先通过静力学分析，探讨细长杆件不发生滑动的限制条件，并在工作空间范围内研究细长杆件不发生滑动的区域，接下来通过动力学分析，使用Matlab/Simulink软件对不同摩擦系数、不同提升速度和不同船舶运动情况下的安全工作空间范围影响进行分析，最后通过起吊实验，测量细长杆件发生滑动时与地面间的摩擦系数。通过分析结果可以让操作人员更好地控制起重机的姿态和提升速度来防止细长杆件的滑动，也为海上细长杆件类结构物吊装过程的优化和控制策略研究提供了理论基础。
2025年02期 v.47 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李成海;辛小辰;刘树锋;胡甚平;
基于减摇鳍零航速系统使PID控制法不能取得理想减摇效果的难题，分析了改进单神经元自适应控制器机能，在神经元架构不增大复杂性前提下，从根本上提升了非线性处置力，为了减少对减摇鳍零航速伺服驱动系统的需求，依据控制中最优二次型目标理论，在线进行神经元的参数自适应调控，进行了对于驱动功率间接的限制。验证了Lyapunov系统在此控制方法条件下具有的稳定能力，且处于不同海况情形下和PID控制法模拟比对，体现了此方法对于解决减摇鳍零航速非线性控制问题具有强大优势和能力。
2025年02期 v.47 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 邱建超;曹彪;唐祖定;方一格;王生海;魏昌淼;
海上廊桥在作业时由于受到风、浪、流等载荷的扰动会产生较大摇摆，极大地降低了作业安全。针对该问题设计一种具有运动补偿能力的三自由度海上廊桥试验台。文章首先建立不规则海浪模型以及海上廊桥的运动学数学模型，基于朗格朗日法建立了该试验台的动力学模型，应用Adams对试验台进行动力学仿真与分析，并搭建试验台进行试验研究，试验结果验证了三自由度稳定廊桥试验台设计合理具有良好的运动补偿效果。
2025年02期 v.47 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2349K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 梁鹏翔;杨维象;曹建鑫;吴浩;
为探讨大型船舶喷气的节能效果以及分析水翼导流技术的可行性与关键问题，采用Mixture两相流模型和RANS k-ε湍流模型相结合，计入喷气消耗的功率，结合“净减阻率”的概念，构建大型平底气泡船粘性流场数值计算模型，探讨攻角、翼面到船底的距离、喷气口位置对导流效果的影响。数值计算结果表明，采用水翼导流可大幅降低喷气消耗功率，提高节能效果；距离与弦长之比d/C=0.3、攻角为6°～8°、喷气口至导缘的距离x/C=0.28时，水翼的综合导流效果最佳。直接向大型船舶底部喷气，能较大幅度降低船舶的航行阻力，但因喷气消耗的功率过大，节能效果不是特别明显。当采用水翼导流技术后，喷气的净减阻率大幅提高，由此可知，气层减阻技术应用于大型船舶的节能减排有效可行。
2025年02期 v.47 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]