船舶操纵性评估体系构架设计

针对船舶航行安全和操纵安全的需求,初步设计了船舶操纵性评估系统,给出了系统逻辑框架和评估指标体系。船舶操纵性评估模块是该船舶操纵性评估系统的核心,其评估指标体系由3个一级评估指标和11个二级评估指标组成,层次化特征明显。对部分二级评估指标给出了工程上可行的计算模型和评估准则。最后给出某货船的试验结果,验证了计算模型的实用性。     

海洋拖曳系统的船/缆/体耦合模型研究

为进一步提高海洋拖曳系统在不同情况下运动响应的预测精度,将拖曳母船、拖缆和拖曳体三者视为一个相互作用的整体,利用其耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力及其产生的力矩,分别与船舶操纵性运动方程(MMG模型)和拖体六自由度运动方程相结合,利用拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体三者耦合模型,进而采用数值计算方法,对比分析了该模型与常规算法。结果表明,该模型考虑船/缆/体三者的耦合影响,可更加准确全面地反映拖曳母船的速度、旋回半径、横摇角等操纵性特征以及拖曳体的深度、姿态等信息所受到的影响,从而为准确预报海洋拖曳系统的运动响应提供更为直观、科学的理论依据。     

船舶纵倾对K,T指数的影响模拟计算

通过对船舶一阶操纵运动响应方程的分析，根据Ｋ，Ｔ指数的定义，利用一阶位置导数和旋转导数的近似公式，求得纵倾对操纵性指数的影响，计算结果表明：尾倾的增大，使旋回性变差，追随性变好。这一结论，对操船者掌握船舶在不同吃水差情况下船舶操纵性能的变化，具有一定的意义。     

船舶设计初始阶段的操纵性预报

针对2002年10月颁布的《船舶操纵性标准》，采用分离型运动数学标型(MMG船舶运动数学模型)，计算过程中考虑船舶后半部分的水线面系数、菱形系数，及操左右舵时不同整流系数对其水动力系数的影响，从而获得较以前更为满意的船舶操纵预报结果。该系统在仿真界面提示下，输入船、桨、舵的主要尺度及相关参数等，即可在船舶设计初期阶段快速精确地进行操纵性预报。     

极地船舶操纵性预报研究

从北极航道出发,研究了北极航道对船舶操纵性影响的主要因素。介绍了船舶操纵性的模型试验和数值模拟方法 ,研究了船舶操纵性的性能指标和提高方法,并通过模型试验分析了上海船舶研究设计院(SDARI)设计的极地重载甲板运输船的操纵性性能。由于现行规范中对极地船的操纵性性能没有明确要求,建议设计中留足余量,以避免极地环境特殊性造成的操纵性性能降低所引发的突发状况。     

冰区航行船舶操纵性研究综述

极地资源的开发和北方航道的通航对冰区船舶操纵运动性能提出了更高的要求和挑战。论文梳理了冰区航行船舶遭遇不同冰况时的操纵性特点,分析了冰区船舶操纵问题的本质,对国内外冰区船舶的全尺度和模型的操纵性试验、冰-船相互作用下的操纵性数值预报研究进展进行了介绍。冰区船舶操纵性的研究主要应用基于经验公式的半数值计算方法,仍是一个较新的领域。     

某L型片体小水线面双体船总体性能

简述某L型片体小水线面双体船的特点,从理论计算和模型试验两方面分析目标船的耐波性能。通过理论计算求出船舶的稳性指标参数;通过模型试验给出船舶的阻力系数,分析该船的快速性特点。结合实船测试结果,给出该船的操纵性结果。     

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.     

三体船操纵特性计算机数值仿真

以三体船水动力型和K、T响应型（线性和弱非线性）操纵性运动方程为理论基础,以三体船重心运动轨迹微分方程组为数值仿真基础,采用仿真计算工具Matlab软件,对三体船回转运动轨迹、操纵性曲线以及Z型操纵试验曲线等操纵运动特性诸元进行了仿真计算。通过和单体船的对比分析,所得出的计算结果比较合理,计算结果显示三体船较单体船定常回转特性有所下降,而直线稳定性有所加强,跟从性和转首性有所提高。     

船舶操纵性能在船舶设计中的应有位置

船舶快速性是衡量船舶性能的重要指标,船舶操纵性与船舶安全航行息息相关,船舶设计中须正确权衡两者之间的关系。通过对2艘船在快速性和操纵性模型试验中发现的问题和采取的改进措施,阐述了船舶操纵性与快速性之间的关联及因载荷工况变化对操纵性能的影响,为船舶设计者提供相关的技术参考。     

船舶CAD/CFD集成优化接口开发及应用研究

为实现船舶CAD/CFD的船型自动优化,数据集成是其关键技术之一.文章重点研究船型与阻力性能计算程序(Shipflow)之间的接口技术,开发了读取IGES文件的接口模块程序,实现了船型与阻力计算程序之间的数据自动提取.最后以实例进行了验证,初步实现了基于CAD/CFD的船型自动优化.该研究不仅仅开发了阻力性能的接口程序,也为船型与其主要性能计算模块之间的接口开发提供了技术途径.     

基于有限元的整船结构多学科设计优化

目前在同时考虑舰船水动力性能和结构性能的多学科设计优化模型中,水动力性能和结构性能的预报通常只能采用精度较低的经验公式。为了提高多学科设计优化模型的计算精度,必须要实现的技术就是将舰船水动力性能预报依赖于CFD的分析和将结构性能预报依赖于有限元的分析。重点研究了在多学科设计优化框架中集成有限元软件进行结构优化的技术。首先以一个简单的耐压圆柱壳为例子,介绍了iSIGHT调用Ansys进行包括参数化建模在内的结构优化的流程。然后对某船的整船有限元分析模型进行了整船结构优化研究。由于该船的整船结构有限元模型包含202个板和梁的属性,优化模型的设计变量很多,超出了目前很多优化算法的使用范围。在经过了多种优化算法的比较后,最终得到了优化解,实现了基于有限元的整船结构多学科设计优化。     

船舶气囊下水的动力学分析

提出了船舶气囊下水的动力学分析方法,建立了气囊下水的动力学方程,采用四阶龙格-库塔方法来求解运动方程,并编制了相关程序进行计算。将计算结果与多次实船下水的测量结果进行比较,得出计算结果符合下水的实际情况,表明分析模型和方法具有较好的精度。     

船模阻力评估模块开发

依托数值水池创新专项,文章借助商业软件STARCCM+方便的可视化界面以及工程应用的经验,探索出了一套船舶阻力计算策略,然后通过策略移植和转化,开发出了基于Open FOAM的船模阻力评估模块。为了达到工业化应用的要求,在开发船模阻力评估模块时不仅力求精确性而且还要兼顾鲁棒性。最后在12艘不同类型单桨商船25个工况点的测试计算中,所有样本点的计算精度都达到了3%以内,船模阻力评估模块的工程实用性得到了验证。     

基于深度相机的船舶小构件打磨装置视觉识别算法设计

基于深度相机,针对船舶小构件智能打磨装置的视觉识别系统进行算法模块设计,确定视觉识别系统的模块框架与模块功能,并基于OpenCV库与PCL库,利用C++程序语言对模块功能进行算法实现。同时搭建算法试验平台,对模块算法进行验证,完成包括相机位姿估计与坐标变换、工件点云分割、工件质心提取、工件边缘提取在内的算法功能实现,为船舶小构件智能打磨装备提供准确全面的视觉数据,保证智能打磨装备的上料及打磨作业顺利执行。     

考古船阻力计算中湍流模型与格式研究

为了研究不同湍流模型在船舶水动力性能预报中的适用性,在求解RANS方程的数值计算方法过程中,通过采用S-A、k-Omega、SST、EASM、DES等湍流模型,对考古船的阻力进行了预报,并将计算结果与试验结果进行了对比分析。由5种湍流模型的预报结果与试验值的对比得出：S-A、k-Omega模型对阻力性能的预报存在明显的缺陷;SST模型会有改进,计算误差能控制在工程应用的范围内,能够很好地应用于船模的阻力计算。     

鹰式装置“万山号”总体设计概述

100kW鹰式波浪能发电装置工程样机“万山号”为一基多体式设计,四个鹰式吸波浮体共享水下附体、能量转换系统及锚泊系统。通过一系列模型试验,获得最优负载。根据模型试验结果,确定了实海况装置的出力参数。为稳定地获得标准电力与试验数据,设计了涵盖蓄能、发电、变电模块、电气监控模块、电源模块、浮态监控模块和岸基模块等多个模块的电气系统。通过锚泊系统计算与分析,确定了锚泊系统的选型参数。     

基于RA8876M的船舶机舱一体化显控模块设计

针对船舶机舱内设备的便捷操作需求,采用STM32F429芯片和RA8876M显示控制器,研究设计一套适于船舶机舱使用的具有接口丰富、操控便捷和应用场景丰富等优点的一体化显控模块。RA8876M显示控制器能在无操作系统环境下正常工作,有助于降低模块整体应用程序的开发难度;利用RA8876M显示控制器配套上位机软件可视化编程的优势,能大幅缩短软件开发周期。通过在某船舶机舱延伸报警系统中应用,验证该一体化显控模块具有优良的工作性能。     

基于欧拉方程的实效伴流计算

采用有限体积法计算螺旋桨与船尾的干扰流场,船尾流场采用欧拉方程进行求解,通过与螺旋桨性能计算程序相互迭代确定其实效伴流场。对桨盘处轴向伴流的计算表明,计算结果是合理的。     

两种响应型船舶运动模型的对比及适用性分析

船舶运动模型作为自动舵性能检测平台的基础与核心，对于自动舵的研发、调试及船舶运动控制算法的设计都有非常重要的意义。现有的航迹航向自动舵检测平台普遍使用简化的一阶线性KT方程。由于忽略船舶回转运动中的纵向速度变化以及首摇角与横向速度之间的耦合，在实际使用中具有一定的局限性。本文引用国际电工委员会制定的航迹自动舵标准（ IEC62065）中提出的船舶运动模型，并对其进行仿真，将仿真结果与一阶线性KT方程的仿真结果进行对比分析，讨论一阶线性KT方程的适用范围。同时介绍改进的一阶非线性KT方程的形式并进行仿真试验，结果表明其与 IEC62065中非线性模型相似度较好，且减少了计算量。