用改进的B-P网络计算船舶阻力研究

运用B-P神经网络来计算船舶阻力,在动量法和学习率调整基础上,提出了增多可供调节的参数,增大权值维数,以及融入有限元的思想,较好地解决了大样本输入所面临的麻痹、瘫痪、不收敛难题;本文对圆舭短折角中速艇以及双尾阻力图谱,用改进的B-P神经网络进行了精确模拟,编制了实用Windows程序计算这两种船型的阻力,通过把各种图谱进行精确数字化,进而融入受试验修正的理论计算,向数字化水池迈进.     

中型内河机动驳阻力预报方法

对中型内河机驳船模阻力试验结果与Ｇｕｌｄｈａｍｍｅｒ‘ｓａｎｄＨａｖａｌｄ’ｓＰｉｇｒａｍｓ图谱（简称Ｇ－Ｈ图谱）计算结果进行分析比较，得出对Ｇ－Ｈ图谱计算值之修正系数，据此建立了一种基于Ｇ－Ｈ图谱的中型内河机驳剩余阻力系数预报方法。     

基于神经网络的船体阻力主成分分析估算法

为实现在损失信息最小的情况下高效预报船体阻力,对采用神经网络来估算船体阻力的方法进行分析,利用主成分分析法降低分析船型矢量P的维数。     

预报现代高速排水型船舶阻力性能的新型方尾图谱

本文根据多艘同类方尾船型与阻力实验资料,对原苏联"方尾图谱"进行了重分析,并对其高速范围的阻力进行了修正,并将速度范围由Fr=0.3～0.7扩展到Fr=0.3～1.0,长度排水量系数ψ由7.0～8.5扩展到5.0～10.重分析后新的方尾图谱可用于高速双体船的阻力估算.同时将新方尾图谱与高恩螺旋桨图谱的数据均转换成电子图表数据,直接应用Microsoft Excel进行现代高速(单体或双体)船舶的快速性计算.根据输入的主尺度和船型系数,自动对新方尾图谱的电子阻力数据进行查值和主要影响系数的修正计算,粘性影响修正与粘性阻力计算,以及确定高速单体船或高速双体船的总阻力与有效功率曲线.实际算例与船模试验结果比较表明,本方法便于进行不同尺度方案的阻力性能比较,是一种实用、高效、灵活、便捷与可靠的计算方法.     

大浪条件下船舶航行阻力估计的数学模型设计

精确估计船舶航行阻力能够有效节省航行燃料,传统的阻力估计模型不能完全考虑风浪对船舶阻力的动态影响,导致模型的估计数值与实际值偏差较大、模型可信度低,不能用于估计风浪对船舶航行的阻力。针对以上问题,研究了大浪条件下船舶航行阻力估计的数学模型,利用插值三次B样条曲线对船舶受力面进行网格划分。积分计算船舶静水航行时受到的静水航行阻力。将风浪对船舶的作用视为动态增阻,以平均增阻量估计船舶受到的风浪阻力。计算静水阻力与动态增阻之和,即为船舶在大浪条件下受到的阻力,完成对模型的设计。在3种风浪条件下,进行与传统阻力估计模型的对比实验。结果表明,设计的模型在大浪条件下估计值与实际值的偏差是传统模型的1/50,即设计的模型估计的数值更精确,模型计算值更可信。     

穿浪双体船兴波阻力研究

对穿浪双体船（WavePiereingCatamaran,简称WPC）兴波阻力理论计算方法进行了研究,在此基础上对一艘穿浪双体船模型的兴波阻力进行了理论计算,并将理论计算结果与模型试验结果、25°系列阻力图谱计算结果进行比较,探讨了片体修长系数、片体间距对WPC兴波阻力影响的规律。     

基于兴波理论与阻力图谱资料的高速双体船阻力预报方法

在原苏联"方尾图谱"重分析和改进的基础上[1],基于兴波阻力的薄船理论与船模试验数据的结合,提出用兰金(Rankine)体的波幅函数代替实际船型的波幅函数,以确定双体船片体间的阻力干扰因子,从而计算得到双体船的兴波阻力.整个计算过程直接使用Microsoft Excel,对新方尾单体船电子阻力数据执行查值和进行主要影响系数的修正计算,粘性影响修正与总阻力计算;进行不同尺度的快速性方案比较,以及确定高速单体船或高速双体船的总阻力与有效功率曲线.通过WP60穿浪双体船一算例与船模试验结果的比较表明,该方法是一种实用、高效、灵活、便捷和可靠的计算方法.     

万吨级浅吃水双艉鳍船型研究：阻力,推进性能及伴流场

本文介绍三只方形系数C_N(≈0.8浅吃水双艉鳍船模的试验结果。这是保持C_B、船长和排水量不变,变化B/T而得的三只相似线型船模,着重研究B/T对性能的影响。本文提供了阻力计算图谱、推进因子估算图谱和伴流场分析资料,并提供了湿面积计算公式和船长不同对阻力的修正系数。采用本文资料可方便地得到在研究尺度范围内的线型、阻力及推进因子资料。本船型有较佳的阻力性能、较高的推进因子及较均匀的伴流场。本文提供资料适用范围为L/▽~1/~3=5.72～5.414,C_B=0.803～0.813,B/T=3.30～5.20。     

利用数值计算分析阻力性能方法初探

对于船型设计而言，关键问题是研究船型变化对阻力产生的影响以及线型的优化，由于通过传统的水池实验方式存在费用高，周期长等问题，许多研究人员正在研究利用计算机通过数值分析方法进行分析。本文分别采用经验法、图谱方法和数值计算方法对2000TEU集装箱船阻力性能进行分析，并对结果进行了对比。对理论计算阻力性能的可行性进行了初步探索。     

B/T参数对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响

为了解决双桨大长宽比超肥大船型有效功率的定量预报,作者在母型优化的基础上,将影响船舶阻力性能的重要参数B/T在优秀母型船B/T参数附近作小范围变化,进行了B/T系列船模试验,探讨B/T参数变化对该船型阻力性能的影响.通过三条船模,每一条船模3个不同排水量的系列船模静水阻力试验,给出了船型参数B/T=2.8～3.8常用范围的双桨大长宽比超肥大船型剩余阻力系数图谱和剩余阻力修正系数图谱,供设计部门使用.     

基于神经网络的船舶阻力计算数值实验研究

3层以上的前向神经网络能以任意精度逼近任何非线性函数,采用误差反传算法,利用系列60船模原始试验数据作为训练和检验样本,应用输出与目标的线性回归、相关系数和相对误差,以及利用该神经网络绘制的曲线作为评价指标,通过大量的数值实验对最佳训练函数、性能函数、传递函数、隐层神经元数的选用进行了研究,建立了最佳的系列60船舶阻力计算3层和4层BP神经网络系统。     

L/B参数对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响

为了探讨船型参数L/B对双桨大长宽比超肥大船型阻力性能的影响,建立该船型有效功率的定量预报系统,作者在B/T系列和CB系列船模试验之后,又进行了L/B系列船模试验.L/B系列船模共4艘,通过每条船模3个不同排水量的静水阻力试验,给出了L/B=8.0～11.65范围的剩余阻力系数图谱和L/B参数影响对剩余阻力系数的修正图谱,获得了一些有益的结论,供设计部门使用参考.     

圆舭艇系列试验研究

本文提供了长宽比L/B=3.6～6.0的圆舭艇模型在Froude数Fr=0.25～0.85范围内的阻力试验结果。文中还介绍了圆舭艇线型的确定方法。由于引用了“相当艇型”的概念。显著减少了系列试验的工作量。为便于设计部门使用,给出了综合图谱,可用于圆舭艇线型的方案设计和功率预估。     

船体阻力数值预报研究及黏性流场计算

采用SIMPLE算法求解不可压缩RANS方程,对KCS船体阻力计算精度进行研究。采用VOF方法捕捉自由液面,采用切割体网格技术划分整个流域。以自由模为例,首先分析边界层划分方式、湍流系数的确定对阻力的影响,为阻力的精确预报提供基础。其次,在合适的网格方式上,提出采用序列二次规划(NLPQL)法建立基于湍流系数的优化系统,以寻找到最适合船体阻力计算的湍流系数。然后,在最合适的网格及计算方法下计算不同航速下KCS船受到的总阻力、船体表面及周围流场分布,讨论约束模和自由模在阻力预报、流场捕捉上的差异,并分别将阻力计算结果与模型试验进行对比,从而验证本文算法的可靠性。本文研究内容能够为船体阻力的精确预报提供一定参考。     

基于澜沧江实船试验对兹万科夫船舶阻力计算方法的修正

考虑到采用兹万科夫法计算山区河流船舶阻力的局限性,结合澜沧江500 t级机动船实船静水航速试验,分析船舶阻力试验结果与兹万科夫法计算结果的偏差,提出按总阻力系数、剩余阻力、剩余阻力指数进行修正的思路和方法,建立相应修正系数与船舶弗劳德数、船宽吃水比的函数关系,对比上滩航行与静水航速实船试验结果,进行二次修正,总结出总阻力和剩余阻力二次修正系数以及适用范围。     

长江客货船船模系列试验

长江客货船船模系列试验的主要对象是长江干线双桨客货船。对长江短途区间班轮和船型类似的内河船舶,也可参考使用。其船型参数范围如下: δ:0.52～0.64 L/B:4.6～7.0 B/T:3.6～6.0 文章给出了船型和阻力两套主要图谱。阻力图谱在F_n=0.20～0.32的范围内,以剩余阻力系数C_R形式给出。此外,还给出了当设计船舶的水线面系数和系列船型的水线面系数不同时的型值修正值和阻力修正图谱,以及变化吃水状态的阻力修正曲线。所有阻力图谱均用ITTC相关线计算摩擦阻力。文中也给出了将系列船型的阻力值转换到用柏兰特-许立汀(Prandtl-Schlichting)摩擦公式的转换方法。文章还介绍了系列船型与优良实船以及泰勒(Taylor)系列的阻力比较。最后通过一个计算实例介绍了图谱的使用方法。     

船型参数L／B对单桨型浅汔水肥大船阻力性能的影响——单桨型浅汔水肥大船系列

在单桨型浅吃水肥大船优秀母型确定的基础上，将影响阻力性能的重要参数L/B在中心点5.65附近作一小范围的系列性参数变化，以形成L/B=5.0-6.3范围的常用浅吃水肥大型船系列试验阻力图谱，并整理成L/B对剩余阻力系数Cr的修正因子KL/B的图谱和回归公式，以适应不同用户的需要，对第一L/B参数除了进行满载平浮状态的试验外，还进行了80%排水量平浮、60%排水量1.2%纵倾、45%排水量2.5%纵倾和35%排水量2.5%纵倾总计五种不同装载情况的阻力的试验，以适应实船在不同装裁航行状态下的内插需要。     

内河船舶浅水阻力计算

本文分析了现有的几种浅水阻力计算方法。分析了一百八十四条浅水阻力曲线及相应的深水阻力曲线,应用 Artjushkov 图谱进行浅水池壁影响修正,应用修正的 Prohaska 方法计算深浅水形状因子1 K,对水深傅氏数 F_h=0.5～1.05计算了浅水兴波阻力系数 C_w、经济航速 Fhe 和浅水形状因子增量△K,将上述参数视为变量 H/T、L/B、B/T 和 C_B 的幂指数方程的函数,应用回归分析确定幂指数。用此可:计算无限宽裸体浅水阻力曲线,作为浅水阻力性能的初步衡准;确定经济航速,提高营运经济性。浅水粘性阻力增量的计算对提高模型与实船的相关性是有益的。     

回转体艇型阻力近似计算方法与试验研究

研究了试验设计和近似模型技术,确定了回转体艇型曲线的6个控制参数,根据系列回转体阻力数值计算结果,建立了水下航行器阻力近似计算的响应面模型及径向基神经网络模型。通过系列模型试验验证了多种近似模型的拟合精度,与工程估算方法以及CFD方法进行了比较。结果表明,4阶响应面模型及径向基神经网络模型精度远高于工程经验公式,能够正确反映艇型参数对阻力结果的影响,为后续艇型优化设计带来一定的参考价值。     

CFX数值模拟低速双尾船阻力计算的应用研究

介绍了计算流体动力学的分析软件CFX,以水池做过的一个船模阻力试验为原型,选用不同的网格划分和不同的湍流模型用CFX分别进行了船舶阻力计算,通过比较计算结果得到了对双尾船舶用CFX计算其在低傅汝德数下阻力值的一般规律.