水面舰艇作战能力综合分析方法研究

水面舰艇作战能力是水面舰艇战斗使用、设计论证和发展规划的主要性能指标。介绍了水面舰艇作战能力的传统分析方法,提出了将专家评估和作战模拟相结合的水面舰艇作战能力综合分析模型和方法,在STAGE平台上进行了仿真实现,对三种型号的水面舰艇进行作战能力分析,结果表明,该模型是可靠的,对水面舰艇战斗使用和装备应用研究有一定的参考价值。     

海洋环境对水面舰艇雷达散射截面仿真分析的影响

水面舰艇雷达截面的仿真分析是现代舰艇隐身设计的重要工作.为了提高仿真计算的精确度,本文重点讨论了海洋环境对水面舰艇雷达截面仿真计算的影响.以四路径模型法和无限大介质板模拟法2种方法分别分析海洋环境的散射特性,比较了2种方法的特点,研究了2种方法的使用范围,并提出了适用于水面舰艇雷达散射截面仿真的计算方法.本文给出的算例表明,提出的海洋环境的模拟仿真方法在水面舰艇雷达散射截面仿真计算中是非常有效的.     

基于搜索效能的水面舰艇编队搜潜对策研究

根据水面舰艇对潜搜索的基本特点,选取单位时间内水面舰艇编队能有效搜索的海域面积作为对潜搜索效能指标[1],建立水面舰艇编队对潜搜索效能的基本模型,并通过对模型和仿真计算结果进行分析,给出了在水面舰艇搜潜作战时应采取的策略。     

基于多Agent的反潜水面舰艇仿真平台模块化设计

为了满足仿真系统中智能兵力的智能性和反潜战军事领域仿真资源的可重用性要求,针对现代水面舰艇反潜作战特点和系统设计的新需求,结合模块化建模和多Agent建模2种方法,从宏观和微观角度对水面舰艇仿真平台进行了功能分析;划分了舰艇平台系统模块,建立了舰艇平台层次多Agent模型;利用XML技术在HLA基础上进行了水面舰艇平台的联邦成员设计,分析了联邦成员信息交互关系,完成了各种Agent的构造和决策设计。从而满足了系统仿真粒度的需求,提高了系统仿真平台模型资源可重用性、灵活性和可扩展性。     

基于扰动模型的舰船航迹仿真

为满足进行计算机仿真测试的需要，建立了舰艇航迹仿真中的扰动模型，并通过某舰艇航行时记录的航速、航向、横摇、纵摇数据集，根据多维AR模型的原理和方法，对扰动模型的系数矩阵进行了初估计和精估计，获得相关数据和回归后的拟合图和残差图，用于舰艇运动的航迹仿真，在某海军基地现场的水面舰艇信息融合测评中，取得了较好的效果。     

大型水面舰艇防护策略仿真与优化

为确定大型水面舰艇防护结构的重点保护部位,本文建立了基于概率分布的声尾流自导鱼雷进入尾流位置和航向模型,结合较贴近实际的尾流声学仿真模型、鱼雷声学自导检测模型和弹道模型,设计了基于模拟法的声尾流自导鱼雷仿真系统,在此基础上实现了对声尾流自导鱼雷命中区域的仿真计算,并据此优化大型水面舰艇防护策略。上述方法对实现舰艇轻量化设计,提高其防护能力具有借鉴作用。     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波。通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用。     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波.通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用.     

海战仿真中水面舰艇CGF的行为建模方法

首先分析了CGF(Computer Generated Forces)行为的特点,提出了行为基和行为逻辑的概念,建立了水面舰艇CGF抽象的行为模型;然后将战术规则和变迁相联系,利用基于前置谓词Petri网的行为表示方法对水面舰艇CGF进行了行为表示;最后在行为表示的理论基础上,在STAGE仿真环境下利用脚本语言对水面舰艇CGF进行行为描述。仿真实例的结果表明,文章探讨的行为建模方法产生了逼真的海战行为。     

舰艇回转规避尾流自导鱼雷仿真研究

从水面舰艇反鱼雷对抗技术角度出发,建立了鱼雷弹道、舰艇尾流、尾流检测,以及水面舰艇对抗尾流自导鱼雷等相关模型.通过大量仿真计算和分析,研究了舰艇回转规避对抗尾流自导鱼雷的效果,得出了有参考价值的结论,可为舰艇反鱼雷水声对抗作战提供一定的理论依据.     

应用支持向量机的船舶操纵运动响应模型辨识

建模是评估船舶操纵性和可控性的重要前提.基于自由自航船模试验的系统辨识方法是求取船舶操纵运动数学模型中的水动力系数的有效手段之一.文中提出了一种使用支持向量回归估计的船舶操纵运动响应模型辨识方法,该方法通过训练自由自航试验数据样本得到参数回归模型.辨识和仿真结果验证了文中所提出的方法的有效性.     

船舶动力定位系统非线性观测器设计

针对动力定位水面船舶,基于Luenberger观测器构造原理及Lyapunov稳定性理论,构造一个船舶动力定位系统的非线性状态观测器。所设计观测器较卡尔曼滤波器的主要优越性在于不需要对船舶的运动方程进行线性化处理,且具有全局的指数稳定性。最后,用一艘供给船对所设计观测器进行数值仿真研究,仿真结果表明所设计非线性观测器具有良好的滤波及状态估计性能,船舶运动状态估计值指数收敛于其实际值,验证了所设计船舶动力定位系统非线性观测器的有效性。     

一种电路机理等效的船舶Nomoto模型

为使船舶 Nomoto模型方程形象化，用电阻、电容和放大器搭建电路，经推导其传递函数与船舶Nomoto模型相同，通过适当选取电路元件参数，实现“育鲲轮”的电路机理等效模型。将融入旋回降速补偿后的电路仿真实验结果与实船回转试验结果进行比对，证明电路机理模型可以较高精度等效船舶Nomoto模型，对船舶运动半物理仿真具有重要指导意义。     

船舶碰撞后运动趋势的模拟计算

本文首先应用明诺斯基(Minorsky)一维碰撞理论,扩展为多自由度模型,描述船舶在碰撞瞬间的能量和运动的转化。以确定两船碰撞后运动的初始条件。船舶碰撞结束之后,开始进入惯性运动阶段,再以日本MMG小组提出的船舶操纵性数学模型为基础,根据基本物理定理,建立两船在互为约束条件下的运动数学模型,计算碰撞后两船的运动过程。最后,在可能出现的各种碰撞格局下进行模拟试验,确定比较符合实际的碰撞前的初始运动状态,为事故分析提供依据。研究表明,用此种模拟计算方法,能较好地计算出船舶碰撞后的运动过程,是一种分析碰撞事故的有效方法。     

半潜船海上装载故障船运动响应研究

论文针对半潜船海上救援装载故障船的设计方案开展研究,建立仿真分析模型,应用数值模拟软件AQWA开展时域的数值计算,得到特定海况条件下的两船6个自由度运动响应。针对运动响应结果进行统计分析,得出两船的运动特性规律,研究结果对半潜船海上装载故障船的实际方案的制定与优化具有指导意义和参考价值。     

Evaluation of added resistance in regular incident waves by computational fluid dynamics motion simulation using an overlapping grid system

A computational fluid dynamics simulation method called WISDAM-X was developed to evaluate the added resistance of ships in waves. The Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) equation was solved by the finite-volume method and a MAC-type solution algorithm. An overlapping grid system was employed to implement rigorous wave generation, the interactions of ships with incident waves, and the resultant ship motions. The motion of the ship is simultaneously solved by combining the solution of the motion of the ship with the solution of the flow about the ship. The free surface is captured by treatment by the density-function method. The accuracy of WISDAM-X is examined by a comparison with experimental data from a container carrier hull form, and shows a fairly good agreement with respect to ship motion and added resistance. Simulations were also conducted for a bow-form series of a medium-speed tanker to examine the effectiveness of the WISDAM-X method as a design tool for a hull form with a smaller resistance in waves. It was confirmed that the WISDAM-X method can evaluate the added resistance with sufficient relative accuracy and can be used as a design tool for ships.     

船舶航行横向补给超越运动控制

为了保证舰船安全,进行航行横向补给运动控制时,需要充分考虑两船水动力干扰的影响。引入水动力干扰负载到船舶运动方程中,建立了两船航行横向补给运动数学模型,给出了运动控制算法。仿真结果表明,两船能够较好地保持期望的横向距离,从而保证了航行横向补给舰船的安全。     

深水铺管起重船驾驶模拟系统设计与实现

基于实时仿真软件Vega Prime和仪表仿真软件GL Studio开发深水铺管起重船驾驶模拟系统,通过分析深水铺管起重船驾驶特点,对驾驶模拟系统进行了总体及分系统功能设计,建立了风浪中船舶运动数学模型,逼真模拟深水铺管起重船驾控设备仪表和航行环境,实现了船舶驾驶模拟训练功能,达到了深水铺管起重船驾驶人员的桌面级驾驶培训要求。     

船型标准化率对三峡船闸实际通过能力的影响

推进船型标准化是提高三峡船闸实际通过能力的有效途径之一。为定量研究船型标准化程度对船闸实际通过能力的提升效果,在研究三峡库区船舶过闸流程的基础上采用系统仿真方法构建三峡库区船舶过闸仿真模型,模拟不同船型标准化率下三峡船闸的实际通过能力。仿真试验结果表明:仿真模型可以真实地反映三峡库区船舶过闸情况;船型标准化率达到90%以上时,标准船型对提升船闸运行效率的优势凸显。相比于对船闸实际通过能力的提升,船型标准化率的提高对船舶过闸服务质量的改善更为显著。     

摇摆驱动系统液压马达驱动装置设计

针对新型舰艇出海试验存在成本较大、信息采集不便、过程不可控、不安全等问题,开发设计了实验室摇摆驱动系统,该系统具有模拟舰艇摇摆运动的功能,为我国新型舰艇摇摆试验提供了试验平台。介绍舰艇模拟舱段摇摆运动分析与驱动机理,同时,完成液压马达驱动装置的结构和系统设计,并在实验室条件下实现舱段的加载摇摆,完成舰艇执行高海情任务的模拟,为保障舰艇的安全性和稳定性提供试验数据。