舰船静电场防护技术发展综述

静电场防护已经成为当今舰船科学领域的一项重大课题,直接影响舰船在作战时的隐身性能。本文重点介绍舰船静电场产生的原因及其现状,分析影响舰船静电场的主要因素,给出了降低舰船静电场的方法,并论述目前针对舰船静电场防护的研究进展。主要从舰船自身的设计工艺、舰船的牺牲阳极阴极保护优化、外加电流阴极保护技术优化、外加补偿电流法等方面出发,探讨对舰船静电场防护的方法,最终得出外加补偿电流法是对舰船静电场防护效果最好的结论。     

外加电流补偿方法静电场抑制效果研究

在深入研究外加电流补偿方法基础上,分析了补偿阳极位置、补偿阳极输出电流对静电场抑制效果的影响,结合船模试验验证了分析结论.试验结果表明,补偿阳极位置应尽量靠近螺旋桨,才能保证补偿电流对静电场的抑制效果;补偿阳极输出电流增加到一定程度时,静电场抑制效果最佳.     

近海中不同数量补偿阳极的电场特性研究

在舰船上安装补偿阳极并外加电流是对舰船进行电场防护非常有效的方法。补偿阳极的数量、安装的位置、外加电流的大小等因素决定了舰船电场防护的效果。本文通过数学建模仿真分析了采用不同数量的补偿阳极时舰船周围水下电场的分布情况,得到了补偿阳极的数量对于舰船电场防护效果的关系。     

舰船静电场特性分析

为了研究舰船静电场特性,对其产生机理进行了分析,并利用Beasy软件仿真,船模及实船试验,分析了舰船静电场信号与海水电导率,舰船涂层及阴极保护状态,舰船航速之间的关系。     

外加电流阴极保护技术在天津港滚装码头预制梁中的应用

外加电流阴极防护是钢筋混凝土结构防腐蚀的主要技术手段之一。文章结合外加电流阴极保护技术在天津港滚装码头预制梁工程中的实际应用,介绍了外加电流阴极保护的原理和保护效果,是国内工程中的首次应用,将为我国今后外加电流阴极防护技术的发展和进步提供重要的参考和借鉴。     

外加电流阴极保护装置在舰船防腐中的应用研究

海水具有很强的腐蚀性,因而对于长期处于海水中的舰船而言,抗腐蚀性显得尤为重要。由合金构成的舰船材料很容易遭到海水腐蚀,加之海水盐度大,氯离子较多,很容易使船板材料产生电化学腐蚀作用。外加电流阴极保护装置能够有效地保护舰船材料免遭进一步腐蚀。本文对外加电流阴极保护装置的研究进展、原理、组成及注意问题进行阐述。     

采用计算机仿真技术进行舰船防腐优化设计

讨论了计算机建模如何应用于船舶防腐的阴极保护系统的设计和优化。描述了计算机建模技术的发展情况和如何利用计算机建模进行腐蚀控制方法的仿真。描述了基本的数学方法并阐述了如何利用模型预测杂散电流的腐蚀及与其相关的水下电场。介绍了在舰船外加电流阴极保护系统设计优化及舰船和薄钢板间杂散腐蚀的模型化两个方面的应用。     

船舰外加电流阴极保护系统中的PID应用

本文介绍了在舰船外加电流的阴极保护系统中,作为智能控制核心的PID控制的选择与应用。概括的介绍了舰船阴极保护系统的实现。较详细的阐述了PID控制原理和PID控制参数的选择办法。     

对舰船水下电场的初步探索

舰船水下电场是舰船固有的物理场之一。本文通过对舰船水下电场的研究、分析,认为舰船水下电场主要成份是由于阴极保护和外加电流保护时引起的。此外,在舰船航行时还会产生低频甚低频电磁场,这种电磁场传播得很远,可以被探测到。最后,对电场应用作了简单论述。     

物理建模的舰船输出电流强度静电场特性分析

对电流强度静电场特性进行分析是舰船破损位置定位的重要方法之一,而目前静电场特性分析主要通过有限元法或边界元方法建立数学模型来完成,但这2种方法不但分析不准确,功耗也高。针对上述情况,提出一种新的舰船输出电流强度静电场特性分析方法。该方法首先建立一个等效源物理模型,然后利用该模型对电流强度下的舰船静电场特性进行分析,最后对分析结果验证,结果表明:电流强度越大,静电场特性越明显,且本模型与有限元法或边界元法建立的模型相比,峰值变化趋势几乎完全相同,说明分析准确性较高,但本模型功耗却相对降低了6.3 W和7.9 W。     

舰船静电放电仿真研究及防护措施

目前针对舰船静电隐患研究较少,文章对舰船静电放电机理进行分析,阐述了静电在舰船中存在的隐患。根据舰船易发生的2种放电类型,以场感应器件ESD模型和人体-器件ESD模型为研究对象,建立数学模型,搭建Simulink仿真模型,确定研究对象的静电放电特征。通过对研究对象的放电理论研究和放电波形仿真分析,给出舰船静电防护的建议和措施,以降低舰船静电事故发生的可能性,进而保证人员和装备的安全。     

A review of shipboard large-scale energy storage systems北大核心CSCD

储能系统是船舶中的重要设备,可为各类船舶负荷提供能源。随着电力推进技术的成熟,全电船舶已成为未来船舶设计的主要方向。在此背景下,储能系统将由主要为辅助负荷供能逐步发展到为多类型船舶负荷供能,特别是作为船舶动力系统的重要组成部分与各类船舶主/辅机配合,在满足船舶各类负荷需求的前提下提高船舶的经济/环保特性。功能角色的转变加速了大规模储能系统接入船舶,带来了储能系统的状态估计、能量管理、优化规划等一系列问题。首先,对目前的储能技术进行分类;然后,介绍典型全电船舶的分类方法并指出储能系统的应用场景;最后,提出大容量储能系统接入船舶后带来的若干亟待解决的技术问题,即船舶储能系统分布式控制、船舶储能系统适应性规划与优化,以及船舶储能系统状态评估。所做研究可为未来大规模储能系统在电力化船舶上的应用研究提供参考方向。     

复杂结构阴极保护设计中电流屏蔽效应数值模拟仿真

复杂结构的阴极保护优化设计是实际工程中的一个难题,本文采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,模拟计算潜艇上层建筑区域阻挡式和吸收式2类电流屏蔽效应的影响.研究结果表明,复杂结构阴极保护设计中结构电流屏蔽效应的影响随着遮挡物高度的变化而变化,当该遮挡物小于一定值后,阻挡屏蔽效应影响消除;气瓶等设备对保护电流的屏蔽效应明显,阻碍阳极提供保护电流.气瓶、高电位金属管路等设备与艇体间的绝缘措施良好时,不产生吸收式屏蔽效应;气瓶、高电位金属管路等设备与艇体结构间的绝缘措施失效时,将产生吸收式的屏蔽效应.对于潜艇上层建筑这种非常复杂结构阴极保护系统的设计,基于边界元法的数值仿真是一种有效的方法.     

铝合金船体阴极保护系统的数值模拟仿真

采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,在停航、各种航行航速状态和防腐蚀涂层几种典型损伤状态下,仿真计算铝合金船体表面保护电位分布、保护电流密度分布以及牺牲阳极消耗速度,确定牺牲阳极的有效极限体积,达到在停航及各种航行航速状态下,使船体全部表面上保护电位值处于有效范围内,从而确立船体的最优牺牲阳极保护方案.两年实际使用情况表明,边界元数值模拟仿真技术用于船舶阴极保护系统优化是一种有效的、先进的方法.     

Review of research on ship flow field measurement technology北大核心CSCD

通过对舰船周围流场信息进行精细化描述,即可从流动机理角度反馈舰船宏观水动力表现的内在本质,而优质的流场测试技术是保证流场精细化描述的必要手段。从舰船流场测试的工程需求出发,根据技术特点梳理现阶段舰船流场试验测试技术的发展现状、应用场景及特性问题,建议从硬件升级与技术融合、算法更迭与功能扩展、数据同化与机器学习等角度切入,以推动流场测试技术朝着综合性、专业化、高效化等方向快速发展。     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

船舶航线优化中任意浪向的航速损失预测模型（英文）

This paper proposes a semi-empirical model to predict a ship's speed loss at arbitrary wave heading.In the model,the formulas that estimate a ship's added resistance due to waves attacking from different heading angles have been further developed.A correction factor is proposed to consider the nonlinear effect due to large waves in power estimation.The formulas are developed and verified by model tests of 5 ships in regular waves with various heading angles.The full-scale measurements from three different types of ships,i.e.,a PCTC,a container ship,and a chemical tanker,are used to validate the proposed model for speed loss prediction in irregular waves.The effect of the improved model for speed loss prediction on a ship's voyage optimization is also investigated.The results indicate that a ship's voyage optimization solutions can be significantly affected by the prediction accuracy of speed loss caused by waves.     

回转角速度指示器在船舶操纵中的应用

简要地陈述了船舶定常回转时其对地速度、回转半径和回转角速度之间的关系;介绍了回转角速度指示器在船舶航行过湾道及大幅度转向和其他航行及避让条件下的应用及预算相应回转角速度的方法,还采用了笔者本人参加“海河下游通航标准研究”时对实船航行和船舶数学模型的模拟航行数据所测定的回转数据与预算值进行了比较;同时对如何在实际中正确使用角速度指示器提出了一些应注意的事项和建议。     

船舶碰撞责任的计算机辅助判析技术研究

探索船舶碰撞事故责任的计算机辅助判析技术,以弥补划分碰撞责任比例的支撑数据不充分。建立了适于裁决雾中船舶碰撞责任比例的知识体系,包括基于船舶行为以排除人为因素干扰,兼用于高速船的避让区界的新规则。提出了地自动处理任何船舶碰撞责任比例的模型。解决了船舶单项行为有无过失的定性问题及失量的计算机智能化确定问题。系统经实例试用,在合理性,快速性,经济性方面已初显优势。     

涡流磁场测量方法研究

介绍涡流磁场产生的原理,提出采用模拟舰艇摇摆切割磁力线产生涡流磁场的测量方法.采用圆铜板为简易模型,从理论研究和试验结果两方面证明,利用线圈通电方法产生、测量涡流磁场可行,测量数据准确.