- 朱仁庆;陆嘉文;纪仁玮;夏淼;李乐飞;韩峥;
当船舶航行于恶劣海况时,船舶会发生砰击现象。砰击现象是指船体发生剧烈的摇荡运动导致出水并再次入水,由于船舶入水砰击是瞬态过程,所以会在短时间内产生巨大的砰击压力,造成船体的变形甚至失效,因此准确预报入水砰击压力对保证船舶安全航行和作业具有重要意义。本文建立三维楔形体模型来模拟船首部位,结合有限体积法与动网格技术,引入VOF模型,数值模拟了波浪作用下不同刚度三维楔形体垂直入水的过程。研究发现不同刚度的三维楔形体分别入水的过程中,弹性结构入水砰击压力的峰值要小于刚性结构,弹性效应会一定程度减缓砰击的发生,为今后工程实践提供有价值的参考。
2019年13期 v.41 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：73 ] - 孟子飞;徐思博;刘文韬;陈海龙;
随着科学技术的发展,越来越多的学者关注水下爆炸对舰船结构的毁伤特性研究。应力波作为结构载荷和能量传递的形式,对于认识结构系统的冲击响应特性至关重要。但是,关于水下爆炸载荷作用下船体板架类变截面结构中应力波的传播特性目前仍认识不足。本文将基于应力波理论,借助有限元法研究在冲击载荷作用下变截面杆和舷侧外板中弹性波的传播特性。首先,结合应力波理论,基于耦合的欧拉-拉格朗日法(CEL)和欧拉体积分数法研究在水下爆炸冲击载荷作用下变截面杆中弹性波的传播特性,对数值研究方法的精度进行验证;然后研究舷侧外板在受到水下爆炸冲击载荷作用下结构中弹性波的传播特性,并且利用冲击响应谱分析方法研究结构的响应规律,为后续研究复杂舰船结构的冲击响应规律提供参考。
2019年13期 v.41 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2312K] [下载次数：334 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：90 ] - 冯雪磊;葛锡云;成月;魏柠阳;
敷设声学覆盖层可以吸收入射声波并降低辐射噪声,是声隐身的常用手段。采用耦合有限元方法分析敷设声学覆盖层的标准潜艇收发合置低频目标强度,包括单壳体模型和双壳体模型。首先,建立声-壳-结构耦合有限元模型,并验证了模型的准确性。其次,分析了单壳体标准潜艇的目标强度,结果表明敷设声学覆盖层可以改变目标强度曲线的起伏特性,在某些频率点或入射角度,敷设声学覆盖层时的目标强度甚至比未敷设时更大。此外统计表明,敷设声学覆盖层可以略微降低平均目标强度。最后,分析了双壳体标准潜艇的目标强度,结果表明外壳敷设声学覆盖层可以改变目标强度曲线的起伏特性并且略微降低平均目标强度,而在此基础上再增加内壳声学覆盖层则几乎没有效果。
2019年13期 v.41 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1867K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：76 ] - 刘伯运;周晓松;陈如木;张岳林;
球鼻首耐撞性是船体结构意外极限状态设计和安全评估的重要内容,为了在相应的意外事件中结合相关准则评估结构吸能能力,结构耐撞性特征进行分析应当被充分考虑。本文基于非线性有限元法,对典型球鼻首结构与刚体和冰载荷的碰撞机理进行研究。结果表明,船首与刚体碰撞时,除与刚体接触的区域损伤失效外,甲板也产生了塑性变形,其挠度约为型宽的5.3%。无论与刚体还是冰载荷碰撞时,球鼻首外板的应力-时间曲线和内能-时间曲线都呈现出高度非线性,其振动周期约为4 ms。船首与冰载荷碰撞时,各构件的吸能大小顺序依次为主船体外板、球鼻首外板、甲板、纵向加强筋和横向加强筋。可见,在球鼻首耐撞性设计和预报中,球鼻首的振动、甲板的变形应被充分考虑,纵向加强筋的数目应被适当增加。
2019年13期 v.41 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2385K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：52 ] - 杜友威;李彪;周新院;
针对双体船片体间存在阻力干扰的问题,以某穿浪双体船(WPC)为参考船型,通过运用某商业船舶设计分析软件建立船体模型,得出阻力及片体干扰变化规律。结果表明,在傅汝德数Fr=[0.5,0.6]存在临界区,此时阻力最大干扰严重,且随着片体长宽比L/b和片体间距比k/b的增大,阻力峰值降低并前移;随着Fr的增大,干扰减小,且L/b和k/b的改变对减少阻力意义不大。
2019年13期 v.41 31-34+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：74 ] - 任毅;王博涵;单衍贺;庞福振;
基于统计能量方法研究主机排放噪声对船舶舱室噪声的影响规律。建立某船舱室噪声预报模型,分析是否考虑主机排放噪声时舱室噪声水平,探究是否需要考虑主机排放噪声对舱室噪声影响。研究表明,考虑主机排放噪声的舱室噪声计算结果更接近测试值,且主机排放噪声是距主机舱较近舱室噪声的重要成分,对于居住室、医护室等对噪声要求较高的舱室应考虑主机排放噪声的影响。
2019年13期 v.41 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：76 ] - 陆锁芳;刘俊;陈伟杰;
针对局部横向载荷作用下四边刚性固定矩形板,运用能量法推导出板中挠度解答方程组,利用Matlab编程求解,可计算得到任意矩形板尺寸及横向载荷尺寸下弹性阶段的变形,将结果与有限元数值解进行对比,证明了该方法的精确与快速性,并将该公式应用于极地船舶冰区加强区域外板强度的快速校核中。
2019年13期 v.41 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：103 ] - 单玉浩;杨晓东;吴兵;
针对水下潜航器的特点和实际需求,设计潜航器安全隐蔽航路规划模型。首先对水下航路规划的影响因素集进行划分,结合水下潜航器特点,通过改进信息素更新机制及启发因子的设计,建立基于蚁群算法的潜航器全局航路规划模型;其次考虑敌我距离变化量、我方位置与目标点的距离、我方声呐盲区、敌我距离最小量作为代价函数的4个因数,建立单目标动态威胁的局部航路规划;最后通过仿真得到全局规划路径和局部避碰路径结果,说明该方法在水下潜航器航路规划具有实际应用价值。
2019年13期 v.41 45-48+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：80 ] - 王志博;
应用经典的Ablow动力学模型在数值求解技术上采用自适应分辨方法提高了求解冲击张力的分辨率和数值稳定性。在验证数值模型的基础上,利用数值方法模拟拖曳系统的在完成回转运动的过程中受到的冲击张力,分析冲击张力与回转运动参数和结构参数的关系,归纳了回转运动中拖曳缆受到的冲击张力的规律。
2019年13期 v.41 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：69 ] - 王芳;李钢虎;李亚安;张雪;王春玮;
针对水下多目标跟踪过程中存在多种干扰因素,如噪声污染、杂波环境、量测数据处理等,本文将概率假设密度滤波应用到水下目标跟踪领域。首先,在单目标匀速运动场景下,提出一种二维搜索法,探究目标估计的均方根误差随2个被动声呐距离和目标初始链距取值变化的规律,为后续目标跟踪中参数选取提供参考。接着,对于多目标编队航行和航迹交叉的运动场景,分别探究目标间距和量测噪声对目标跟踪性能的影响。仿真结果表明,二维搜索法能够有效指导算法参数选取,并且所提算法具有目标数和目标状态估计精度良好的优点。
2019年13期 v.41 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K] [下载次数：243 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：75 ] - 王慧;倪其军;李胜忠;张倩;马丹萍;
水面水下两用艇集水面高速航行与水下运载功能于一体,1个平台兼具2种运行功能,可以完整执行海上特殊任务。本文首先对国外水面水下两用艇发展现状及艇型特点进行简要叙述,而后采用重叠网格技术,基于RANS方程,对水面水下两用艇及双折角双防溅条滑行艇的水面高速自由模拖曳运动(计及升沉和纵倾)进行预报,对比分析了两用艇独特的艇体外形设计对其水面高速航行时阻力特性的影响,最后讨论阻流板对两用艇水面航行性能的影响规律,为两用艇的艇型设计以及水动力性能研究提供参考。
2019年13期 v.41 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2736K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：73 ] - 潘国雄;贾晓丹;张生乐;夏苑;刘洋;
为降低通海管路出水管末端管径对水动力噪声的影响,对出水管末端管径提出多种扩大方案,并采用数值仿真方法计算了多种管径尺寸下的噪声和流速分布情况。研究结果表明,通海管路出水管末端管径扩大1.1倍时,总声压级达到最小值,减振降噪效果最佳。
2019年13期 v.41 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2202K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：54 ] - 冯国增;周志平;雷淑雅;刁海兵;沈艳琳;张东辉;
本文针对目前船舶中常用的布风器形式,通过调整3种结构参数(即A,B,C),详细了解其对流动阻力系数的具体影响,并数值分析得出结构参数A影响最大。本研究采用Ansys Fluent软件,通过对布风器内的流动进行大量的模拟分析,提出更为优化的结构参数设计,数值计算出改进后布风器的总阻力系数比原始布风器减少20%,说明改进后布风器送风的均匀性趋于良好。本文的工作为布风器更为合理的设计打下基础,也为后期的降噪设计研究抛砖引玉。
2019年13期 v.41 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：75 ] - 霍幼文;王水平;李向阳;贺小峰;刘东升;潘再兵;
随着环保意识的增强以及设备技术性能要求的提高,降低噪声已成为一个重要的研究方向。对某型号多级离心泵先后进行了多次试验,在偏小流量工况以及额定流量工况下,测试泵组的噪声频带分布特性。通过对频谱图进行分析研究,并结合泵组运行的轴频、叶频等分析了离心泵产生噪声的主要原因,总结了离心泵的噪声特性的基本变化规律,噪声的构成及分类。发现噪声辐射的主要方向为泵的出口,指出了离心泵流噪声的3个主要来源,并提出具体改进措施。研究结果对于降低离心泵组的噪声水平,提高其整体性能具有重要意义。
2019年13期 v.41 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K] [下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：293 ] - 杜一凡;郝恒;李凯;
多耐压体大潜深平台在深海静水压力作用下各耐压体纵向变形存在明显差异,导致连接结构发生弯曲变形,会对结构安全和相连设备造成不利影响。对比分析连接结构焊接和接头连接的优缺点,提出一种固定接头与活动接头结合的连接结构接头连接方案,使得连接结构最大主应力相比焊接时降低41.1%。为使连接结构接头连接方案能够更好地承载纵向冲击载荷,设计了一种位移补偿接头,既能在下潜过程中实现耐压体纵向自由移动,又能在下潜到工作深度后和固定接头一起承受纵向冲击载荷。本文可为多耐压体大潜深平台连接结构设计提供有益参考。
2019年13期 v.41 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K] [下载次数：103 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：68 ]
- 邵德东;郭燚;赵怡波;
为优化中压推进电机调速性能,利用模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为推进电机变频器。采用不对称全桥型子模块拓扑,并设计相应的不对称全桥型MMC电机变频调速系统应用于船舶电推系统。在Matlab/Simulink环境下,分析船舶在不同工况下的螺旋桨工作特性以及不对称全桥型MMC调速性能。仿真结果表明,不对称全桥型MMC应用于船舶推进电机调速系统具有良好的控制精度及动态响应能力,采用分级运行模式对推进系统进行启动、停车以及倒车过程,可以减缓MMC电容电压波动,提高系统工作性能。
2019年13期 v.41 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2525K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：100 ] - 邱金荣;王俊荣;贾臻;
由于受尺寸重量限制,舰船换热器对集成优化设计水平要求较高。为实现这一目标,在设计中经常同时采用数值模拟和试验验证2种方法,特别是数值模拟由于其具有高效、精准和低成本优势,使得其在换热器设计中应用越来越广泛。本文在对某型集成式换热器合理简化基础上,构建了相应的数值分析耦合传热模型,完成了换热器壳程流场和温度场数值仿真,仿真结果显示换热器流动区域中换热比较均匀,折流板强化换热效果显著,但其也相应增加了壳程流动阻力。本文研究为换热器性能进一步提升奠定了良好的技术基础。
2019年13期 v.41 113-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2463K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：52 ] - 孟堃宇;李贵斌;张潜;
针对艇用小型喷水推进装置,采用模块化产品的设计思路,从需求分析入手,初步形成满足设计要求的喷水推进模块总体方案。基于功能分解,将喷水推进模块划分为多个子功能模块,依据模块单元的功能属性和输入/输出开展结构与接口的详细设计,并注重模块的独立性和通用性设计。最后根据建立的评价体系,对功能、模块化和标准化等指标进行评价。基于本文思路设计的喷水推进装置应用于13 m工作艇并取得了良好的实船试航效果。装置的模块化程度高、安装维护便捷,对小型喷水推进装置的模块化设计有一定借鉴意义。
2019年13期 v.41 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：83 ] - 徐志立;
船舶动力系统作为最复杂也是最重要的系统之一,受到广泛关注。由于整个动力系统涉及到机械、电子和通信控制等领域的技术,其设计和优化也变得非常棘手。本文通过深入分析船舶动力系统结构的基本原理,找出制约船舶动力系统的关键因素,从而提出一种基于神经网络的智能算法用来优化船舶动力系统。该模型能够对船舶动力系统的架构设计和配置需求作有效的预测,并从动力输出和控制能力2个方面对船舶的动力系统做了优化仿真。从仿真结果看,本优化配置方法具有一定的应用价值。
2019年13期 v.41 121-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] [下载次数：325 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：57 ]