- 郭力;赵新豪;袁昱超;唐文勇;
以船体基座轻量化为目标，分别从结构设计和材料设计的角度对基座进行轻量化设计。从结构设计出发，采用依赖于经验的分块化设计方法和结合有限元-优化算法的拓扑优化与参数优化设计方法减小结构的体积；从材料设计出发，通过应用碳纤维T700新型复合材料代替原有的钢制结构来减轻结构的密度。研究表明，由于不同方法的减重原理不同，优化后的减重效果和力学性能均存在差异，拓扑设计减重效果最好，减重率达62.8%，参数设计的应力和位移优化效果最好，最大应力和位移的增大率仅为5.8%和22.1%。在实际应用中要根据不同情况选择合适的轻量化设计方法，研究结果可为船舶轻量化设计提供一定参考。
2025年16期 v.47 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李永正;娄月新;李佳一;吴启;夏茂龙;
针对舰船高温管路系统出现异常振动噪声的问题，需要研究温度变化对管路振声特性的影响。首先采用大涡模拟结合FW-H方程的方法，通过流体计算得到弯管的流场特性和流噪声声压级，分析管路在不同温度下的速度场分布、压力场分布和流噪声声压级，揭示了流场的分布特征和流噪声的总声压级随温度变化影响。然后采用模态分析和流固耦合的方法，通过数值模拟得到弯管的固有频率和振动速度，分析高温与常温下管路的模态结果与流激振动特性，揭示结构固有频率和振速总级随温度变化的影响。最后为减小中低频段内高温管路流激振动的影响，添加支撑进一步优化结构的振动水平。
2025年16期 v.47 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 胡中惠;刘帅;曲文新;叶聪;胡震;
深海载人潜水器下潜和上浮通常采用无动力下潜和上浮的运动方式。本文以载人潜水器受力分析为基础，基于经验公式估算方法，建立载人潜水器无动力潜浮运动预报模型；以“蛟龙”号载人潜水器和“深海勇士”号载人潜水器为研究对象，采用所建立的潜浮运动预报模型对无动力潜浮运动进行预报，并将预报结果同海上试验数据进行对比。结果表明，本文建立的预报模型的潜浮运动速度预报结果与海试结果的变化趋势基本一致，误差在12%以内，验证了本文所建立模型的可行性和有效性，能够在论证阶段或设计初期，为深海载人潜水器无动力潜浮运动的预报提供有效的技术手段。
2025年16期 v.47 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1543K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 夏齐强;王艺陶;成浩;
针对400 MPa级HTS-A船用钢材料，开展拉伸力学性能试验、冲击韧性试验以及十字接头典型焊接节点在低温环境下的疲劳性能试验，得到-60℃低温环境下HTS-A钢十字接头的S-N曲线，综合比较低温与常温环境下HTS-A钢十字接头的疲劳性能，明确低温对疲劳性能的影响规律。结果表明，低温和常温环境下HTS-A钢材母材试样和十字接头试样疲劳寿命均高于规范C曲线和D曲线寿命，规范S-N曲线仍然适用于低温（-60℃）环境下的结构疲劳强度评估，但结果偏于保守，低温十字接头试样疲劳寿命分别为常温和D曲线的1.21倍和1.35倍。
2025年16期 v.47 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 高大威;张若愚;师桂杰;
在LNG液舱建造中，围护系统受到脚手架垫块的垂向压缩载荷作用，垫块压力需控制在限值内以避免损坏围护系统。以MarkⅢ型薄膜围护系统为研究对象，基于抗压试验结果开展非线性有限元计算，验证相关参数设置的合理性；总结围护系统关键失效模式，建立基于许用应力的抗压承载能力判定方法；调整设计参数分析围护系统抗压承载能力主要影响因素，探讨结构薄弱环节。阐明垫块作用面积、树脂绳间距与宽度、底层合板厚度及泡沫密度对抗压承载能力的影响，根据最优设计参数判定准则选定设计参数，围护系统临界承载能力提升22.7%。通过改善底层合板受力，可有效提升围护系统抗压能力，研究成果可为新型围护系统设计与建造过程中的安全评估提供参考。
2025年16期 v.47 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2575K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王阳阳;王宇;娄敏;吴斌;陈丽莹;任啸辉;
为深入探讨不同来流角度下三棱柱振子流致振动响应机理，本文基于二维数值计算方法和剪切压力传输SST k-ω湍流模型，利用Fluent软件自定义函数对数值模型进行二次开发，构建三棱柱流固耦合数值分析模型，实现三棱柱流致振动响应的精准预测，在此基础上分析振子截面几何特征和来流角度对结构振动响应及流场演变规律。研究结果表明，三棱柱的振动响应与振动激励机制相比圆柱更加复杂，且来流角度对三棱柱流致振动响应幅值和振动分支模式影响显著。当来流角度为30°、45°及90°时发生高频高振幅的振动模式；当来流角度为0°时表现为低频高幅的驰振特性，此时攻角变化导致升力失稳是其诱发驰振的主要原因；当来流角度为60°时三棱柱振动幅值则显著降低，表现出类似涡激振动的响应特性。
2025年16期 v.47 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 董海波;夏劲松;刘俊杰;赵南;
针对极地运输船舶沿冰区狭窄航道航行的场景，采用非线性有限元软件，对船-层冰的碰撞、摩擦作用进行数值模拟。考虑典型的初始速度与层冰厚度，分析船-冰作用过程中艏部结构的应力、变形损伤、层冰的破碎、能量变化及碰撞力，研究不同初始速度对结构响应的影响。结果表明，由于结构变形和冰破碎，碰撞力会不断出现卸载现象；随初始速度的增加，艏部左侧和右侧的最大碰撞力均会变大；随初始速度的增加，冰体和结构的变形能均变大，且同一时刻冰体变形能与结构变形能的比值在变大。
2025年16期 v.47 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张超群;姜金辉;经博翔;郭力;袁昱超;唐文勇;
实时监测船体结构应力和强度评估，对保障船舶的安全尤为重要，但由于空间和成本的限制，监测传感器只能安装在船体结构的有限位置，难以监测船体的所有危险区域。船体结构应力监测反演技术是解决这一问题的有效方法。本文以14000 TEU集装箱船为研究对象，选择垂向弯曲、水平弯曲和扭转3种振型作为求解基，结合监测位置的应力结果，探究船舶应力监测中数字应力监测技术的模态选择。基于监测设备的实测应力与基础模态应力，采用最小二乘法计算各基础模态系数，用模态叠加法得到整个船体结构的应力响应。使用反演值与实际响应的相对误差作为评价指标，验证了数字孪生系统的可靠性以及模态选择方法的可行性，得出了一至三阶垂弯、一至三阶扭转以及一阶横弯是最可靠的基础模态组合的结论。
2025年16期 v.47 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 顾颖宾;林一;陈励志;孔祥韶;
为探究某核动力堆舱舱段结构在碰撞载荷作用下的损伤特性以及堆舱结构内部的冲击环境，开展缩比堆舱结构模型水上碰撞试验，进一步建立堆舱舱段有限元模型；开展碰撞数值仿真分析，通过与试验的撞击力、堆舱内部典型位置的加速度响应及舷侧结构的变形损伤情况进行对比，典型工况的撞击力峰值误差最大误差为8.7%，加速度最大峰值的最大误差为19.5%和最大损伤变形值的最大误差为13.3%，验证了数值计算方法的合理性。进而开展堆舱结构整船模型在受到15 000 t级远洋渔船以10 kn航速碰撞的数值计算分析，舷侧结构产生5.4 m×3.9 m的破口及3.9 m×1.1 m的凹陷损伤，堆舱顶部防护结构产生了5.6 m×1.0 m范围的局部塑性变形，具有较好的抗碰撞性能。研究工作可为同类结构的碰撞模型试验研究提供参考。
2025年16期 v.47 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 魏佳铭;张华;张超;
海洋中内波频发，携带巨大能量，对水下航行体的安全航行有巨大威胁。基于非静压海洋环流模型MITgcm，在连续密度分层环境场下，模拟内波生成传播的全过程。并通过自定义边界条件，在STAR-CCM+中实现连续内波波列的重现。在小范围数值水槽中，基于RANS方法，对水下航行体约束状态下遭遇实际环境场中内波波列时的水动力载荷进行研究。分析表明，该情况下水动力载荷前后变化规律类似，水平力、俯仰力矩变化幅值相差不大，垂向力相差接近两倍。并对不同潜深工况下水下航行体遭遇内孤立波进行研究，结果表明，载荷变化规律取决于水下航行体相对于密度跃层的位置。
2025年16期 v.47 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 牟新宇;胡丽芬;姜逸凡;孔梦宇;刘洁;
为了提高船舶在随机海况下运动的预测精度，本文提出一种基于鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm, WOA）优化的BP神经网络（WOA-BP）模型，用于船舶横摇运动的极短期预报。该模型在传统BP神经网络的基础上，融合了WOA的高效全局搜索能力，以优化网络参数，从而提升预测的准确性和收敛速度。通过对一艘17 000 DWT油船运动的极短期预测，验证了WOA-BP模型在船舶横摇角、横摇角速度及横摇角加速度预测方面的高精度和泛化能力。通过与AQWA软件计算结果的对比分析，表明WOA-BP模型的预测频率响应与AQWA结果具有高度一致性，且预测性能显著优于传统BP神经网络，进一步验证了所提方法在船舶横摇预测方面的准确性和可靠性。本研究可望为船舶运动预测和控制提供一定的理论基础。
2025年16期 v.47 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1594K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 王录红;李震;张杰;李阳;
目前，舰船目标威胁评价采用的加法组合权重主观性过强而乘法组合权重结果存在放大效应，同时权重合理性没有依据具有最终客观说服力的火力打击效果来进行分析。针对以上问题，本文分析了舰船作战新武器及其威胁，增加了俯仰角和翻滚角属性并改进了威胁量化函数，提出了2种基于博弈的组合赋权方法，并采用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)方法进行目标威胁排序。通过多波次火力攻防仿真结果表明，提出的博弈组合赋权方法大幅提高了摧毁蓝方的武器单元数量和总毁伤百分比，同时2种博弈方法具有相同的目标威胁排序和蓝方毁伤效果，显示出博弈方法的客观性、优越性和稳定性，可为指挥决策提供更好的参考方案。
2025年16期 v.47 149-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王薪;梁裕;沈杰;孔令芳;李小军;
为了能科学高效地评估舰船的技术状态，发现远航任务前舰船的安全隐患。本文提出一种基于任务剖面与层次分析相结合的评估方法。首先建立舰船的任务剖面，根据任务剖面确立评估设备范围及其等级，随后利用层次分析法对设备、系统2个层级进行量化评估。结合“和平方舟”号医院船“和谐使命2022”任务前技术状态评估项目，建立医院船的任务剖面模型，并利用层次分析法对其完成了技术状态评估，最终“和平方舟号”任务期间未发生较大故障顺利返航。结果表明，本文所提方法可科学高效完成舰船的技术状态评估工作，且评估结果可靠性高，为提高舰船执行任务的可靠性提供有效手段。
2025年16期 v.47 156-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李宗锋;罗汉江;齐林;
船舶航行的轨迹数据因时间序列稀疏性导致经验路径集中出现分形维度突变，使得路径规划过度关注局部而增加整体耗时。为此，提出基于历史数据挖掘的低延时船舶路径规划方法。分析船舶历史航行数据时间序列，计算路径平均运行速度，构建历史航行经验路径集；针对历史航行经验路径集路径耗散的分形维度，生成初始避碰路径，构建初始避碰路径的目标函数，综合考虑风浪和水流对速度的影响，平滑处理路径耗散分形维度，平衡局部与全局优化，实现船舶最佳低延时航行路径的求解。实验证明，所提方法能够实现船舶路径低延时规划，路径平滑度高，耗时少。
2025年16期 v.47 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 戴立庆;李烈熊;
船舶运行环境复杂多变引起电磁耦合频率大幅提升，随之带来的集肤与邻近效应，使得漏感计算无法反映真实谐振回路中电流的变化情况，导致漏感校正效果不佳。因此，提出船舶电力电子变压器漏感自动校正方法。通过在船舶电力电子变压器电路中设置感应装定磁场耦合系统，检测初级线圈谐振回路中电流的变化情况，以此确定是否产生漏感。在产生漏感时，以微型逆变器控制模块为基础，基于单边校正网络设计双边校正网络。通过双边校正网络调整初级侧和次级侧的校正电容值，实现船舶电力电子变压器漏感自动校正。实验结果显示所提方法应用后的输出电流在30 s内达到稳定状态，电压幅值成功回升到2 V左右的正常水平，有助于确保船舶电力电子变压器稳定。
2025年16期 v.47 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李慧姝;任娟慧;任波;
传统频域滤波与时域分析方法难以有效处理非平稳干扰的时变特性与多源耦合问题。分析船舶局域网络干扰的时域、频域特征，构建基于小波分析的“信号预处理—特征提取—源定位”一体化框架，提出自适应小波阈值去噪算法，提取能量熵、频率重心、时域突变点密度构成多维度特征向量，实现干扰类型的精准分类。结合小波时频局部化特性与TDOA技术，构建干扰源时空定位模型，仿真试验表明，该方法对高斯噪声、脉冲干扰和混合干扰的信噪比提升分别达15.8、18.3、16.2 dB，验证了本文方法的有效性与工程应用价值。
2025年16期 v.47 173-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 蒋蒙;王旭;
船舶在复杂海洋环境中面临巨浪冲击、碰撞等极端载荷，极限强度是保障航行安全的核心指标。本文探讨极限强度对船体设计的影响维度，分析材料选型、结构布局等关键因素，结合Smith法与有限元仿真计算极限强度，通过初步设计参数筛选、详细设计应力集中区优化及实船验证的三级流程，提出高应变区增厚、低应力区减薄的拓扑优化策略，其成果在散货船、集装箱船等船型中有效平衡安全与经济性能，为极端工况设计提供系统支撑。
2025年16期 v.47 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 程怡安;张岩军;师艺杰;
为提升舰船电动执行机构在复杂航行环境下的运动控制精度与适应性，设计自适应级联跟踪控制的舰船电动执行机构运动控制技术。该技术依据舰船电动执行机构控制特性分析结果，确定其主导控制力分量，构建六维控制矢量。结合级联扩张状态观测器和力跟踪导纳控制器，设计自适应级联跟踪控制器。通过级联扩张状态观测器估计扰动结果并补偿该扰动后，力跟踪导纳控制器依据补偿结果计算执行机构运动的力偏差值确定调整量，完成电动执行机构运动控制。测试结果显示，该技术可有效反映执行机构在运动控制过程中的动态特性，实时掌握动态变化情况；较好地适应海洋环境的多样性和不确定性，外部扰动达到18%时，艏摇角误差依旧不超过±0.02 rad；控制后输出力最大幅度仅为0.6 N。
2025年16期 v.47 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 仇丹丹;段新华;
为解决舰船无线通信网的“小样本-高噪声”问题，避免过拟合，研究大数据驱动下舰船无线通信网异常状态辨别方法。采集舰船无线通信网大数据，提取舰船无线通信网状态特征，通过大数据驱动的半监督学习算法为未知标签的无线通信网状态特征样本生成高可信度的伪标签，以已知标签样本和带伪标签的未知样本为大数据驱动的最小二乘半监督支持向量机模型的输入，输出舰船无线通信网异常状态辨别结果。实验证明，该方法可有效采集舰船无线通信网大数据，并提取网络状态特征；该方法异常状态辨别残差的最高自相关系数约为0.2，即辨别结果与实际结果的差距小，异常状态辨别精度高。
2025年16期 v.47 185-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]