波浪补偿稳定平台运动响应位移测量数据处理方法研究

针对波浪补偿稳定平台随船运动响应的特点,采用基于FFT时频转换的频域积分方法,结合Hilbert变换处理随船低频加速度信号积分的问题。试验结果表明,该方法可以有效实现测量信号的积分变换,为波浪补偿稳定平台的位移补偿提供有效的支持。     

基于EMD自适应滤波的信号积分方法研究

针对从测量所得的加速度信号通过直接积分变换为速度信号和位移信号时精度不够的不足,提出了基于FFT时频转换和EMD自适应滤波的积分变换新方法.通过对海浪模拟信号的仿真,表明该方法可以有效实现测量信号的高精度积分变换,对某船模水池Z型试验中角速度/航向数据的分析验证了该方法在实际信号测量和分析中的有效性.     

基于低通滤波和经验模态分解的舰船耐波性试验信号分析方法研究

针对舰船耐波性实测信号中趋势项难以消除而影响滤波精度这一问题,采用经验模态分解方法消除趋势项的影响.根据舰船对波浪运动响应的低频特点,在经验模态分解前先进行低通滤波,可使实测运动信号中的谱峰频率处在相对高频位置,减少EMD迭代次数,并使有用信息包含在第一个IMF中,方便对有用模态的识别.还针对实船耐波性试验无法直接获得垂荡位移的实际问题,对垂向运动加速度联合采用低通滤波、数值积分和EMD去趋势项消除积分误差的方法获得垂荡,通过模型耐波性试验以及对实舰横摇角速度采用该方法求得的横摇与实测横摇的比较,验证了该方法在舰船耐波性实测信号分析中的有效性.     

舰船用通信网络的异常数据监测技术研究

为了保障舰船用通信网络的数据传输的准确性,提高舰船网络的故障智能分析能力,需要进行异常数据监测,提出一种基于舰船用通信网络传输信号瞬时频率估计的异常数据监测技术。对采集的通信网络输出信号经过时频分解完成时域与频域之间的转换,采用高阶累积量特征提取方法进行舰船用通信网络中的异常数据检测,对检测的异常数据进行干扰和冗余数据滤波处理,完成对舰船用通信网络输出信号的瞬时频率估计,分析瞬时频率的异常状态特征,实现异常数据监测。仿真结果表明,采用该方法进行舰船用通信网络的异常数据监测能提高数据挖掘的准确度,对异常数据检测的虚警较低,抗干扰能力较强。     

FPSO液舱晃荡与船舶时域耦合运动数值模拟

液舱晃荡对船舶运动产生的影响经常被忽略或线性化处理,而当液舱液量较低时,船舶运动与液舱晃荡耦合的非线性性是极为显著的。通过对加入液舱内液体粘性影响的时域方程进行求解,分析FPSO模型船舶与液舱晃荡耦合运动,并将求解结果与试验数据和频域方程求解结果进行对比。首先,采用Hydrostar软件基于频域势流理论得到水动力系数以及波浪载荷。然后,通过脉冲响应函数法(IRF)在时域积分得到波浪辐射力。最后,计算船舶与液舱晃荡耦合运动。一方面,通过CFD软件Fluent模拟液舱晃荡,获取晃荡所产生的力及力矩,并以外力形式加载于船体,得到船舶运动响应;另一方面,在船舶运动仿真计算结果的基础上求解液舱晃荡运动。结果显示:这种计算船舶与液舱晃荡时域耦合运动的方法较频域计算方法更为精确,且得到的船舶幅值响应算子(RAO)也符合试验结果。     

一种基于人耳听测原理的低速舰船检测模型

声场是舰船重要的物理场。但是对于低速出港的舰船,由于受到港口和船坞噪声等的影响,其信号几乎完全淹没在环境噪声当中。此时,传统的方法已很难检测到目标是否存在。本文针对低速出港舰船信号难以检测的问题,通过分析人耳听测原理,提出了一种模仿生物听力的低速舰船目标信号检测的模型,最后利用某次海试数据对检测方法进行分析和研究。结果表明,在利用积分梳状滤波器对舰船信号进行滤波的情况下,可显著提高信噪比,增强对目标的检测能力。     

浮动冲击平台水下爆炸冲击谱测量与分析

物体运动的时域曲线具有直观性,频域分析可以更深刻地认识物体的运动特性。冲击谱分析是研究冲击运动的频谱分析方法,但是冲击加速度测量的零漂现象了冲击谱的正确性。我们在浮动冲击平台水下爆炸试验中,用加速度计算得到的冲击 簧片仪测量的冲击谱互相验证的方法获得了准确的冲击谱。本语文通过分析表明：冲击谱不但可以估算舰船设备受到的冲击响应值,还得到了水下爆炸产生的３个过程,即冲击波,滞后流和二次压力波的３种能量     

海洋结构物时II边界积分方程的改进方法

文章基于三维时域格林函数理论,提出了一种时域边界积分方程的改进计算方法,用于预报海洋结构物在波浪中运动受到的时域波浪力.该方法通过利用物体内部构造的满足拉普拉斯方程的内部解,在时域边界积分方程中只需要计及时域格林函数记忆项本身,从而有效地避免了求解具有高震荡积分特性的时域格林函数记忆项的法向导数.对潜体和浮体作了计算,结果表明,这种方法十分有效,可以有效节省内存使用量和计算机空间.通过与相关已发表文献的结果进行比较,计算结果令人满意.     

基于船载北斗导航仪测量波浪参数方法研究

获取舰船波浪参数对于舰船的航行安全和武器使用十分重要。针对舰员缺乏有效手段实时获取舰船当前航行局部海域的波浪信息的问题,提出利用船载北斗接收机输出的天线高度信息反演波浪场信息的新方法。该方法认为北斗测量天线相对海平面高度的信息变化,反映了波浪的运动状态,通过对天线高度信息进行谱分析,根据波浪频谱特征,进行带通滤波,从而在频域提取出波浪信息,经过傅里叶反变换后,得到时域波浪信息,然后计算波高和波周期。海上实船试验结果表明,与浮标测量的准确波浪参数相比,通过该方法测量得到的SWH波高误差小于6%,波周期误差小于10%。     

含初值的遥测速度和位移振动信号时域提取方法研究

针对飞行器在实际飞行试验中,其结构的位移和振动速度很难直接获取,论文提出利用加速度同位移和速度之间的微分关系,通过采集的遥测加速度振动信号在时域内直接进行数值积分获取位移和速度振动信号,考虑位移和速度初始值非零时对积分结果的影响,采用最小二乘拟合多项式方法进行位移和速度初始值的估计,在此基础上对积分结果进行了修正,确保结果的准确性。方法在仿真加速度振动信号上进行了应用,位移和速度获取结果的相对误差可以控制在千分之五以内,高精度的获取结果表明方法的适用性和可靠性,将其应用于飞行器飞行试验实测数据的处理过程中,获取了遥测位移和速度振动信号,结果的置信度较高。     

三维空间入水弹道测量的新方法

本文给出了只用加速度计不用陀螺或其它角运动敏感的传感器测量空间弹道参数的新方法。由于鱼雷导弹样武器模型在实验的发射阶段和入水阶段受到巨大的加速度和减速,同时又由于它们系长细比相当大的细长体,只用加速度计就比用陀螺有很大优越性,因为加速度计耐冲击、质量和体积都小。文中指出,为了测量六个弹道参数,至少要用六个加速度计,但为了提高试验准确度,本文也提出了用七个加速度计,九个加速度计和十个加速度计的测量方案,并提出相关的数据处理方程的解法。本文还就细长体实验模型对布置加速度计位置的限制,进行了分析,提出降低数据处理方程的条件数,避免出现病态方程和优化加速度计位置的方法。文章还给出了能得到高精度的试验数据处理方法。     

西非海域环境条件下FPSO运动及载荷响应特性研究

针对在西非海域作业的某多点系泊30万吨FPSO,研究西非海域特定环境条件下的双向风浪及涌浪的联合作用对该FPSO运动及载荷响应的影响。文中基于三维势流理论对FPSO运动响应进行数值分析,并与试验值幅值响应算子(RAO)对比。利用双Ochi-Hubble谱的短期预报,论述FPSO在双方向风浪及涌浪作用下的运动幅值、加速度及载荷响应;论述涌浪方向对运动及载荷响应的影响,并考虑涌浪周期敏感性的影响,对FPSO运动加速度、幅值、波浪弯矩、波浪剪力进行数值分析;总结了FPSO在双方向风浪及涌浪作用下运动及载荷响应根据浪向的变化特点,以及FPSO波浪载荷受风浪和涌浪周期敏感性影响的特点,为西非FPSO后续的结构设计提供参考。     

规则波作用下近岸透空式结构物的波浪上托力研究

基于对透空码头结构物波浪上托力研究现状的分析,运用垂向二维CFD数值波浪水槽建立模拟规则波作用下水平板波浪上托力的数值模型.通过物理模型和数值模型所获波浪压力结果的对比分析,总结平板底部流场和测点压强的分布特点,探讨不同周期波浪的最大冲击压强随波浪相对超高变化的规律.试验结果表明,规则波作用下波浪上托力的数值模拟结果与...     

浅水高速船舶引起的波浪和压力场研究

基于浅水兴波理论,在线性条件下对高速薄船引起的兴波和水底压力变化进行了计算.研制了表面波和水底压力联合测量系统,对船模引起的波浪和压力场进行了测量和分析.通过计算和实验结果的比较,明确了理论模型的适用范围.     

基于Modelica的主动波浪补偿起重机建模与仿真

为研究主动波浪补偿起重机的动态特性和起吊重物质量等关键参数对主动波浪补偿起重机性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建二次马达、恒压变量泵、蓄能器、溢流阀和钢丝绳等模型,以构造出完整的主动波浪补偿起重机模型.对该模型进行仿真分析,结果表明:当起吊重物的质量为20t～160t时,主动波浪补偿起重机的控制效果较好;当起吊重物的质量达到200 t时,重物的补偿位移控制效果相对较差;通过调整PID控制参数可提高起重机起吊重物的质量.     

港珠澳大桥接头吊装下沉过程的多体动力学分析

为了求解港珠澳大桥沉管隧道最终接头在安装过程中的运动位移,首先,利用ANSYS-AQWA软件建立了接头安装过程的系统水动力模型,得到了不同有义波高和波向下浮吊船的运动响应.然后,基于Kane方法建立了浮吊系统的多体动力学模型,通过编写相应的计算程序,并将浮吊船的运动作为系统的输入,计算得到了不同工况下接头的运动轨迹.计算结果表明:接头在空中和水中的运动位移幅值差别很小;接头的位移幅值随着波浪有义波高的增大而增大;相对于其他波向,波向为0度时,接头的运动位移最大.该理论计算方法及相关结论可以为港珠澳大桥最终接头的安装提供参考.     

波浪与带有窄缝结构作用的非线性数值模拟

针对波浪与带有窄缝结构作用产生的流体共振问题,采用基于域内源造波技术的时域高阶边界元方法并在窄缝内流体引入人工阻尼,建立了自由水面满足完全非线性边界条件的二维时域数值波浪水槽模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势,利用加速度势的方法来求得作用结构上的瞬时波浪荷载。通过与已发表文献的数值与实验结果对比,验证了模型的准确性。同时通过大量的数值计算研究了共振条件入射波浪非线性对反射波高、透射波高和窄缝内波高、及结构波浪荷载和压力分布的影响。     

枢纽下游泄水波传递及对船队航行影响研究

根据已建枢纽非均匀下泄水流的调度和实测资料,采用二维水流数学模型研究模式,结合水流对船舶的阻力计算,研究了泄水渡传递运动规律和对上行船舶的阻滞作用.研究表明:泄水波波锋处产生的附加水面比降和流速与泄水波产生前水面比降和流量以及枢纽下泄流量方式有关,泄水渡传递速度呈沿程递减、波峰逐渐坦化规律.通过对碍航河段采取工程措施减小水流流速以及减小枢纽泄流变化幅度、延长流量增加的调度时间等方法,可减小泄水波尺度,削弱水流对行船的阻滞作用,有效改善船舶上滩条件.     

不同海况下小侧体三体船的艏部结构砰击特性

本文运用CFD软件STAR-CCM+建立三体船在波浪条件下的三维砰击模型,采用重叠网格技术结合船舶六自由度系统模拟船体的砰击运动,对不同波高、波长以及不同航速下的船体砰击进行数值模拟,对比分析各工况下船体结构的运动响应和砰击特征。数值模拟结果表明：航速变化对船体砰击压力有显著影响,而波高和波长的变化对砰击压力影响较小但也不可忽视。