- 李鸿;张斐斐;李莉;秦超;
基于系泊浮筒链防撞系统,利用AQWA软件对不同海洋环境下的系泊多浮体耦合系统进行全耦合时域分析,得到浮体的运动响应和缆绳受力情况。结果表明,系泊缆绳最大张力出现在端部系泊缆上,中部系泊缆的迎浪侧缆绳比背浪侧缆绳张力大;单纯波浪环境下,浮体平均横向位移较小,在初始位置往复运动,波流共同作用时浮体发生前后摆动,在水流前进方向运动量较大,而且不能回到初始位置。最后将数值模拟结果与现有试验结果进行对比,验证了该全耦合时域分析方法的可行性,能够为系泊多浮体耦合系统的水动力特性研究提供参考依据。
2019年05期 v.41 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K] [下载次数：548 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：96 ] - 何鲲;叶晓明;姜羽泽;聂富成;朱世新;徐继旺;
径向滑动式中间轴承是船舶推进轴系主要支撑部件,其润滑性能将直接影响到整个推进系统的可靠性和传动效率,而润滑性能主要受滑油温度的影响。因此,开展中间轴承冷却性能强化研究对保障船舶推进轴系正常工作具有非常重要的意义。本文建立了中间轴承流固耦合传热数值模型,获得了最高转速工况下中间轴承主要部件及油池内滑油的温度场分布。通过与实验数据对比,验证了所建数值模型的精确性。在此基础上,基于Cu-润滑油纳米流体物性参数模型,分析了不同体积分数Cu-润滑油纳米流体对中间轴承冷却性能的影响。研究结果表明,随着纳米颗粒体积分数的增加,油池内壁面及冷却盘管外表面平均对流换热系数均显著增大,有效地增强了滑油的换热能力,中间轴承冷却性能得到了强化。
2019年05期 v.41 13-17+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K] [下载次数：92 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：105 ] - 袭鹏;熊鹰;王展智;
为了研究全附体尾流作用下多桨船尾部螺旋桨布局对其水动力性能的影响,本文以某四桨船舶为研究对象,对船体、螺旋桨以及舵、轴支架、轴包套、呆木等附体进行整体建模,通过改变船后螺旋桨的相对位置,采用CFD软件计算得到了在全附体尾流作用下不同的螺旋桨布局对螺旋桨水动力性能方面的影响差异。结果表明,外前桨的纵向移动对于前后桨的效率影响不大;外前桨的横向移动对内后桨的水动力性能影响较大,当前后桨横向距离为1倍螺旋桨直径时,内后桨的推力系数最大增加8.9%,扭矩系数最大增加5.9%,船后效率最大增加2.8%。计算结果对于工程应用具有一定的参考价值。
2019年05期 v.41 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：94 ] - 林长刚;孙建刚;余越;周爱国;
本文利用声学计算软件THAFTS-Acoustic,对1艘SWATH船支柱体初始结构方案的声辐射传递函数进行计算,并分离出对应的对声辐射贡献最大的模态振型和频率。以包含这些模态振型的某一段频率区间内结构的振动响应总级为优化的目标函数,利用ISIGHT和Ansys软件对板架结构参数进行优化,并对优化后的结构方案的声辐射传递函数进行计算,验证了优化方案的有效性。在优化方案的基础上,对支柱体结构不同的阻尼敷设方案进行对比分析,为SWATH船低噪声的优化设计提供了支撑。
2019年05期 v.41 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：64 ] - 郑红伟;陈长海;李茂;朱锡;龚辉;
为探讨空爆冲击波对高速破片的绕流效应及影响因素,采用Ansys/Ls-dyna软件建立了端部贴有预制破片的柱状TNT空爆仿真模型,结合模型分析了冲击波对不同形状的高速破片绕流作用特点,对比讨论了破片形状因素对绕流冲击波的波形、强度等载荷特性的影响规律。结果表明:破片形状会影响绕流冲击波前端的波形和作用在结构上的载荷形式,对绕流冲击波的比冲量影响不大。当质量和厚度相同时,冲击波对三角形破片的扰流能力强于圆形和正方形破片;对于方形破片,破片越瘦长,冲击波对其绕流能力越强;当破片尺寸较小时,破片形状对绕流冲击波影响不明显。
2019年05期 v.41 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：69 ] - 孔金平;吴波涛;孔令志;
目前,采用双螺旋桨的船舶较为广泛,但是由于船桨之间的相互干扰,造成螺旋桨水动力性能存在差异。本文以某型船舶双螺旋桨作为研究对象,基于滑动网络技术,采用ICEM软件建立螺旋桨的三维模型,采两种不同的湍流模型,分析了湍流模型对螺旋桨水动力性能的影响。采用对称边界模型对双螺旋桨进行数值计算,与单螺旋桨进行对比分析,双螺旋桨提升了推进效率。
2019年05期 v.41 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：280 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：109 ] - 刘晨飞;刘亚东;孟毅;
为了对带月池船舶的操纵水动力进行预报,运用CFD技术和重叠网格技术,以深拖母船为研究对象,数值模拟船舶的斜航运动、纯横荡运动和纯首摇运动。将测得的力和力矩进行处理,分别计算出了月池打开和封闭时的水动力导数。通过对比数值计算结果与势流理论计算结果,验证了该方法的合理性和有效性。通过比较月池封闭和打开时的水动力导数,发现大部分水动力导数都因为月池的存在而有所增加,这为预报带月池船舶的操纵性提供参考。
2019年05期 v.41 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：93 ] - 韩用波;周伟新;董郑庆;冯君;董世汤;
为了提高传统的变分法计算螺旋桨最佳环量的数值稳定性,提出一种基于正弦级数模式函数和变分法的螺旋桨最佳环量计算改良方法。与传统直接求解各半径离散点处的环量分布不同,首先将径向环量分布形式用正弦级数表达出来,采用变分法建立泛函求极值的线性方程组时,未知数并不是各离散点的环量值,而是构成正弦级数的各项系数。本文采用该方法编写求解最佳环量的程序,并进行了验证计算,结果表明该改良方法是可行和正确的,数值计算结果稳定。
2019年05期 v.41 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：82 ] - 刘在良;夏小浩;邵汉东;
散货船结构轻量化设计与建造,是提升散货船性能重要途径之一。本文以64 000 DWT超灵便,最大型散货船为例,阐述了船体结构轻量化在设计和制造中所采用的方法和手段,通过对总体布置合理规划、结构合理布局、有限元直接强度计算替代规范法、船体建造控制等措施,实现了控制和减轻船体结构重量的目的。文中所述方法是本船设计和建造的经验总结,对提高船舶设计水平、设计类似船舶具有一定的借鉴和参考价值。
2019年05期 v.41 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：51 ] - 陆斌杰;李文魁;周岗;陈永冰;
针对潜艇垂直面运动强非线性、耦合性和参数不确定的特点,为更好地实现对潜艇垂直面运动的控制,在Matlab环境下,基于垂直面线性操纵运动模型,考虑舵的动态响应,用首舵控制深度,尾舵控制纵倾角,采用新型趋近律设计滑模控制器并设计了基本的全维状态观测器;同时设计了常规的PID控制器并选取了最佳的PID控制参数,分别在3种情况下对2种控制器控制下的潜艇垂直面运动进行对比仿真。仿真结果表明,滑模控制器比PID控制器具有更好的控制性能和较强的鲁棒性,对实际潜艇的垂直面运动控制有一定的指导意义。
2019年05期 v.41 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：82 ] - 彭亚康;王伟飞;韩钰;邱伟强;张志康;
相比于散货船、油船等,超大型集装箱船的船体弹性效应,特别是弯扭耦合效应十分明显,本文主要研究弹性效应对目标船所受波浪载荷数值计算结果的影响。本文分别采用了有限元法计算船体弯扭耦合模态和迁移矩阵法计算弯扭不耦合模态。本文基于三维水弹性理论在考虑弯扭耦合效应的条件下,计算分析1艘2万箱级超大型集装箱船的载荷响应特性,并把计算结果和基于刚体假设的载荷计算结果进行对比。本文在不考虑船体弯扭耦合模态下,计算目标船的波浪载荷,并把其与考虑弯扭耦合效应下的结果进行对比。最终得出在计算超大型集装箱船波浪载荷时,弹性效应和弯扭耦合现象不可忽略的结论。
2019年05期 v.41 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：112 ] - 孙斌;郑援;姜斌;
结合舰船辐射噪声的特征提取和相似度评估方法,建立评估体系对2组舰船辐射噪声的相似度进行评估。本文通过对舰船辐射噪声的连续谱、线谱、DEMON谱分析,提取了三大类23项特征作为评估指标;结合相似度法和层次分析法,确定了各相似元相似度和权重系数,最终建立了舰船辐射噪声的相似度评估体系。用该评估体系对2组舰船辐射噪声信号进行分析计算,结果与实际情况相吻合,表明该方法具有较高的可信性,为舰船的识别、状态监测等领域提供了一定的参考价值。
2019年05期 v.41 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：86 ] - 夏灏超;吴赞;张海华;黄树权;
前置预旋定子是一种水动力性能良好的节能装置,目前没有一种明确的结构强度分析方法。本文以1艘4万吨散货船前置预旋定子为研究对象,针对前置预旋定子航行状态分析,确定了前置预旋定子载荷计算方法。并在此基础上对所设计的定子结构进行振动和强度校核。本文所提出的定子结构强度分析方法还可以应用于同类节能装置的强度校核。
2019年05期 v.41 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：50 ] - 国婧倩;郑荣;吕厚权;李默竹;梁洪光;
为实现自主式水下机器人(AUV)在水下进行能源补充,设计一种针对重型AUV的水下对接装置,采用直接接触充电方式,通过液压系统驱动首部推行机构、限位夹紧机构和水下插拔机构完成对接动作,模块程度高、充电效率高、数据传输能力强。其中AUV自身携带三角槽,通过定位销对三角槽的切向力以及轴向限位实现AUV六自由度姿态的校正,简单有效,而且降低了AUV入坞时的姿态要求。水池试验结果表明,该对接装置可稳定有效地调整AUV姿态,实现水下有线大功率充电,对接成功率高,工程应用价值高。
2019年05期 v.41 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] [下载次数：449 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：149 ] - 张本任;熊勇;张加;余嘉俊;刘鸿涛;
针对无人艇实体硬件开发较少、设计开发周期长且控制系统造价昂贵这一现状,设计一种无人艇控制系统。系统以Arduino为集成开发环境,整体涵盖电机驱动系统、环境感知系统、运动状态监测系统和通信系统。系统以At Mega 2560单片机为主控单元,集成电机驱动模块、超声波传感器模块、GPS模块、惯性导航模块以及GPRS模块,并完成集成电路设计与集成开发板的制作。通过对主控单元进行编程,结合自动路径规划算法和自动避障算法,无人艇可以完成自主运动控制和对周围环境的智能感知,且无人艇船载设备端与网络控制端之间可以进行实时交互,具有无线网络通信功能。最终实现一种低成本、高效率的无人艇控制系统设计方案,具有实际工程应用价值。
2019年05期 v.41 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] [下载次数：428 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：75 ] - 王君;薛瑞娟;郭敬彬;张俊苗;程栋;
大型回转负载作为陆上弹射试验中的发射主体,其发射后跌落至落地区所受的冲击载荷分布情况,将直接影响到其主体结构是否可以重复使用。本文利用MSC.Dytran软件,通过对大型回转负载结构进行流固耦合数值仿真计算的方法,研究结构和发射姿态等对负载跌落时的关键部位强度、整体应力和应变等的影响。研究结果表明,大型回转负载局部弱连接结构,可充分消耗其跌落至落地区所受到的冲击载荷,保护主体结构;沿负载应力分布方向密度递增式加强筋分布,可确保整体结构强度;发射角越大,跌落时负载受损情况越小。数值仿真结果和实际的试验结果均表明,通过结构优化设计,可使大型回转负载实现陆上弹射试验后的重复使用,能够大幅降低试验和制造成本。
2019年05期 v.41 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：59 ] - 蔡炜;王俊雄;
伴随着水下潜航器的进一步深入研究,AUV产品正朝着小型化、民用化的方向不断发展。以小型AUV为研究对象的水动力性能分析、路径规划、水下通信等问题成为AUV产品设计的核心所在。本文基于ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立不规则波浪仿真模型,对AUV运动规律进行预测。搭建动力定位控制系统Simulink模型,基于粒子群算法优化PID控制器参数,对AUV进行定位控制研究。成功模拟小型AUV的工作水环境并搭建动力定位仿真台架,实现AUV的定位控制,为AUV水动力性能试验及动力定位系统的软硬件设计创造了条件,为小型AUV产品的设计实现奠定基础。
2019年05期 v.41 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K] [下载次数：342 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：82 ] - 姜国宝;周爱民;沈旭东;谭金婷;袁培;
作为舰船保障系统的一部分,舰船空调的强化换热具有重要意义。板翅式换热器层间翅片通道流动不均匀直接影响换热器的换热效率,本文以锯齿型翅片为例,研究了在不同入口雷诺数情况下,不同的入口流动不均匀条件对锯齿型翅片流动的影响。研究结果表明:当入口有±25%的整体不均匀时,在流动方向上经过5个翅片几何周期后通道流动整体均匀性小于5%,基本上达到均匀流动,同时通道流动的不均匀对压降影响不大。
2019年05期 v.41 97-100+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2016K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：55 ] - 蔡喜元;鲁军勇;谭赛;张永胜;李白;姜远志;
电磁轨道发射身管动态响应影响发射过程中枢轨接触状态和导轨疲劳寿命,以及射击精度,本文将螺栓预紧型电磁轨道发射身管简化为Winkler弹性基础上双层Euler-Bernoulli梁模型,推导身管动力学位移解析解,利用有限元分析软件建立模型进行仿真并从时间和空间维度分析电磁发射过程中身管振动过程,从身管振动挠度和导轨与外封装板相对位移两方面分析不同结构参数和材料性能对身管振动特性的影响机理,为后续对电磁轨道发射弹道分析,和在连续发射工况下电磁发射装置动力学特性的研究奠定基础。
2019年05期 v.41 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：85 ]