水下运动物体惯性参数的实验测定

在本文中,作者論述了水下运动物体慣性参数(附加质量及附加轉动慣量)的实驗測定。实验方法的精确性,先用慣性参数已知的椭球体检驗之,誤差約在2％左右。然后就回轉体加上垂直鰭及尾舵的組合体进行試驗,测定了此組合体及其各部件在物体各种运动状态时的慣性参数。作者并提出了各部件慣性参数的理論計算公式,考虑了各附件与本体之間的干扰影响。理論值与实验結果之間符合程度,除牵涉到舵外,是令人滿意的。关于舵的部分,还需进一步探讨。本文最后論述了自由表面对慣性参数之影响,并用减額系数表示之。实驗証明,当物体浸水深度超过三倍直徑之后,慣性参数几乎是常值。     

不同侧船体对三体船横稳性的影响研究

为考察侧船体对三体船水动力性能的影响,特别是对横稳性的影响,构建了四型主船体相同而侧船体不同的三体船型线方案,计算了各型线方案的横稳性高,再应用 CFD 工具分析了不同侧船体方案对三体船阻力和横倾恢复力矩的影响,并通过模型试验对 CFD 阻力结果进行了验证。对比分析三体船初稳性高和横倾恢复力矩等数据发现,侧船体排水体积虽小,但作用在其上的横向动升力矩对三体船横稳性的影响不可忽视,特别是在航速较高时。     

基于NURBS的船体与桥墩间水动干扰力及力矩的非定常计算

本文在一些假设下完成了船体与桥墩之间水动干扰力及力矩的数值计算工作，所采用的方法是基于非均匀有理B样条(NURBS)的三维Rankine源边界元法，即将船体、桥墩的几何形状以及流场中待求的物理量分布完全表达成NURBS的形式。给出了船体通过圆柱形桥墩时的水动干扰力及力矩的数值计算结果，并进行了一些分析。     

风力助推转子和气层结构对船体稳性的影响

以55 m中尺度试验船为研究对象,开展风力助推转子和气层结构在不同风向角下产生的转子力矩对船体稳性的影响,以及内凹式气层结构对船体稳性的影响。分析结果表明：横向来风对船体横倾影响最大,而首向来风10°左右时,转子产生的横向力矩最大;布置内凹式气层结构能提高船体稳性。该计算评估方法可为船体的稳性安全提供技术支撑,同时可以为其他船舶布置转子和气层结构提供参考。     

有双壳构造的大开口船体剖面扭转强度分析

本文用解析法分析了有双壳构造的大开口船体剖面的扭转强度。对开式和闭式薄壁剖面都以ω=∫(P—)dA来定义剖面上各点的扇性面积坐标(对开口剖面=0),因而可用以计算有开口薄壁和闭式薄壁构造组合的船体剖面的扭转特性。用BASIC语言编制了程序,可较准确地算出剖面的扭心、扇性惯性矩J_ω、纯扭转惯性矩J_k、对扭心的惯性矩I_p以及闭剖面限制扭转的有关参数和,并输出剖面上各点的扇性面积坐标ω_0和扇性面积静矩ω的分布。     

马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对振动传递影响试验研究

为了解弹性马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型管’路为研究对象,进行弹性马脚隔振器底部螺栓安装紧固力矩变化对系统振动传递影响的试验研究。结果表明,弹性马脚能够抑制管路振动向船体的传递,并具有比较明显的隔振效果。调整隔振器底部螺栓紧固力矩时,对弹性马脚隔振效果及船体结构振级影响不大。     

MBD技术在振动分析中的应用

为满足结构与设备振动分析的准确性、模型完整性,通过模型定义(MBD)技术链接CAC/CAE模型,结合船舶结构的特性,将设备的质量、重心、力矩进行模型参数定义,辅助振动仿真与分析。通过此技术的运用,优化模型计算分析的仿真特性,提高船体结构在分析中的模型定义效率。     

以自由轮为例用能量法试论坞修变形

本文把安置在干塢中龙骨墩上修理的自由輪的变形,视为彈性基础上的变断面、变剛性連續梁来計算,应用能量法选择主振动形式函数来表示船身撓曲曲线。这样基本微分方程 [EI(x)y″]″ k(x)y=q(x) 可以用绕性联立方程組来表示: sum from i=1 to n[I_0/L~4S_n~((i)) k_0η_n~((i))]A_n=q_0Q_i式中S_n~((i))、η_n~((i))、Q_i分别表示慣性矩、彈性基础剛性系数和船身重量的分布函数。进而考虑了修船生产的特点,論述了(1)船体修理前的初始撓度;(2)拆落大面积船側外板时剪切变形的影响。也给出了近似計算公式。通过对自由輪的实例計算討論了修理过程中的下列工艺因素:(1)移动龙骨墩;(2)拆落船体外板;(3)装水試驗对船体变形的影响。并作了定性上的分析。本文还統計了一系列自由輪变形測量资料,进行整理并繪成图表。在理論分析和实际测量基础上,可以得到下列主要結論: 1.理論計算值和实际测量值相差較大,其主要原因是計算中沒有考虑墩木的間隙和船身的初始撓曲的影响。 2.在影响塢修变形的諸因素中,以移动龙骨墩的影响最大,装水次之,拆落外板影响較小。 3.在修理过程中,如大面积拆落船侧外板(尤其在1/4L处)时、必須計入剪切对于船体变形的影响。 4.船舶修理过程中的变形,主要是取决于船舶的初始撓曲和船身重量及墩木的分布。以自由輪而言,通常以呈中拱变形较为普遍。     

减摇鳍装置设计试验的原则

一、减摇鳍裝置的作用原理减摇鳍装置是船舶减摇装置中效果较好的一种。其动作原理如图1所示。在船体的舭部装设一对(或两对)与舵相似的机翼型的鳍,当船在波浪中航行产生横向摇摆时,控制两舷鳍的转角和转向使之产生一个与波浪力矩相反的稳定力矩,从而可使船舶的摇摆幅值大大减     

大型船舶推进轴系回旋振动特性分析研究

在分析大型船舶推进轴系结构特点的基础上,考虑船体与推进轴系的相容性,建立了大型船舶推进轴系回旋振动的有限元模型,研究了低速转子的动力学特性及陀螺效应理论,利用有限元分析软件,分析了螺旋桨惯性力矩,即陀螺力矩(包括哥氏惯性力矩和牵连惯性力矩)、应力刚化效应及旋转软化效应等对轴系回旋振动的影响,得到一系列有价值的结论,从而验证了理论分析的正确性,能为大型船舶推进轴系设计计算提供理论指导。     

推进轴系——船体结构低频弯曲振动耦合特性

为分析水面舰船推进轴系与船体结构的低频弯曲耦合振动问题,利用有限元法建立了推进轴系—船体结构耦合系统的数学模型,计算系统的垂向及水平向弯曲振动固有特性,并与利用简化模型得到的计算结果进行了对比分析。结果表明:在推进轴系第1阶弯曲振动固有频率以下频段,推进轴系—船体结构系统主要体现为船体梁振动,推进轴系跟随船体梁运动;在推进轴系的每阶振动固有频率附近,由于存在一个固有频率非常接近的船体梁振动模态,故在该频段桨—轴系统与船体梁有较强的耦合作用;在船体梁的质量及截面面积惯性矩远大于轴系对应参数的情况下,仅分析推进轴系自身的低频固有振动特性时,将船体结构简化为刚性安装基础所带来的误差很小,但是推进轴系简化模型不能反映推进轴系—船体结构的耦合振动模态及多轴系时的反相位振动模态。     

基于液力偶合器试验曲线的数学模型

在船舶动力装置稳、动态特性研究中,需要知道液力偶合器在任意工况下的力矩特性,但厂家提供的试验特性图只包含数条泵轮转速恒定情况下小滑差范围内输出力矩随涡轮转速变化的特性曲线。本文先根据液力偶合器的物理特性得出力矩外特性的解析式,再利用试验曲线提供的数据求出该解析式的系数,然后利用已知系数的力矩表达式,将泵轮转速恒定时的力矩试验特性曲线扩充到整个涡轮转速变化范围。最后将这些扩充了的力矩特性曲线进行曲面拟合,从而得出液力偶合器在任意输入泵轮转速和任意输出涡轮转速下的力矩特性,进而获得船舶动力装置仿真研究中液力偶合器完整的数学模型。     

减摇鳍与船体的适配性数值模拟

利用计算流体力学方法对减摇鳍与船体之间的适配性问题进行研究。利用零航速减摇鳍的参数以及某型驱逐舰的船型型值表,分别建立在敞水条件下的减摇鳍模型以及加上减摇鳍的船体模型。首先,仿真分析在中、高航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的静态水动力特性。其次,利用动网格技术分别分析在中、高航速和低航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的动态水动力特性。计算结果分析表明：静态仿真时,虽然受船体约束减摇鳍的失速角没有敞水条件下的减摇鳍大,但在同样的攻角下,其升力系数却有较大的提高;在动态仿真中,无论是在中、高航速还是低航速下,受船体约束减摇鳍拍击产生的升力都要比敞水条件下的减摇鳍大,但同时产生的阻力以及所需的转鳍力矩也有较大的提高。     

V型船应用气囊上下水的力学分析

针对V型船应用气囊上下水的方案,建立了气囊变形模型,对船体各站点处的气囊变形、气囊布置位置处的支撑面积、气囊变形后的体积变化等进行了计算,求得了气囊的支撑力和力矩,并对上下水过程中船体的力矩平衡状态进行了分析.     

船体线型交互设计系统

一、前言设计船舶时,通过采用某种经验方法绘制船体线型图:选用某个系列船模的线型(称系列船型法)、按照个别优秀船的线型变换(称母型变换法)或根据设计参数自行设计(称参数设计法)。用这些方法,特别是后一种方法设计线型图,很费时间。通常总是在总体方案基本就绪之后才着手绘制线型图,并以此作为计算     

隧道型尾拖船湿面积计算公式

船体湿面积是指船浮于静水中时船体表面与水接触部分的面积。在计算船体阻力和估算外板排水量时需要用到它。船体表面是个光滑曲面,很难把它精确地层开,并计算其湿面积。通常计算湿面积有两种方法:一是根据型线图来进行,即按横剖面图的浸水部分量出各站剖面曲线的半围长,再用辛氏法或梯形法纵向积分而得。又因纵向曲度的关系尚需对船体表面进行纵向倾度的修正。本法所得结果比较精确、符合实际,但极     

船舶最小回转半径

本文确定了动稳定船舶的最小定常回转半径,进而就可把最优化方法应用于船舶操纵性设计中去。 基于线性化操纵运动方程,在优化过程中,把船体诸形状参数和舵面积作为设计变量,把回转性指数的倒数作为目标函数,把动稳定准则c′作为优化的约束条件。 根据计算结果,本文清晰地阐明了船体某些形状参数及舵面积的变化对最小回转半径的影响。     

双桨双舵船模系列斜拖试验研究

本文发表了5条双桨双舵船模的斜拖试验结果。船模系统地改变长宽比、长吃水比和肥满系数。试验分船体带螺旋桨、舵和不带桨、舵两种情况。试验时改变船模的航速、漂角、横倾角和舵角。详细测定了船体、螺旋桨和舵所受的水动力以及船体下沉、纵倾随航速和漂角的变化,确定了船体的水动力(和力矩)系数及船、桨、舵相互之间的流体动力干扰,分析了主尺度、船形系数、航速、横倾角与水动力系数的关系。     

船舶在规则波中横摇稳性变化理论研究

对规则波中船舶横摇稳性的特点进行了分析和介绍,提出一种比较可靠的研究船舶在规则波中横摇时的复原力臂方法.基于切片理论,利用三个坐标系之间的转化关系,建立任意规则波中重力与浮力平衡及纵倾力矩为零的瞬时静平衡方程,同时提出任意规则波中船体各横剖面左右舷与波面一组或多组交点的求法及各浸水剖面面积的通用计算法,并基于Froude-Krylov假说得到船舶在波浪中的复原力臂.通过对一艘渔政船的各种瞬时状态的计算,得到波浪中船舶的复原力变化特性及影响波浪中复原力变化的重要因素.     

基于能量优化法的船型快速设计

为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了具体的船型设计参数,提出了利用能量优化方法,以船体曲线的曲率平方和最小为优化目标,求解基于NURBS表达的、光顺的船体型线的设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。通过对某一条船的设计,证明了该设计方法的可行性和实用性。