地效翼船主浮舟疲劳寿命预测方法及提高主浮舟疲劳强度方法的探讨

本文应用随机疲劳损伤累积理论及断裂力学方法，对地效翼船主浮舟着水时，结构在随机砰击外载荷作用下，主浮舟主要受力区域进行疲劳强度计算，针对地效翼船典型铆接部件进行疲劳强度实验，结合计算和实验数据得出结构使用寿命。同时还分析了铆接件的实际强度只有无铆接整体强度的70％—80％左右，因此信天翁地效翼船的实际强度并不是很大，可减轻重量裕度也是不多的。     

地效翼船结构设计方法的探索

本文计算了地效翼船着水时瞬间压力沿主浮舟底部的分布情况，并对地效翼船结构进行了强度计算分析，为地效翼船的设计提供了必要的数据理论基础。     

三维流场下地效翼船巡航状态非线性k—ε湍流气动的数值模拟

本文提出了一种可以较精确地计算地效翼船巡航状态下气动力的设计方法。应用流体力学中线性和非线性湍流理论并结合有限元法对地效翼船进行了气动性能计算。并结合实验数据对比，可以发现应用非线性喘流理论计算值较为精确，同时又将单算主翼气动性能与计算整体地效翼船数值进行对比，发现单算的主翼气动力大于整体算法的，这主要是未考虑主浮舟等附体对气动力的贡献，作为设计之初可以考虑单算主翼，但随着工作的深入一定要对地效翼船整体气动力性能进行研究，以确定巡航状态下是否提供足够的升力，这是地效翼船设计的关键，在进行整体和单体计算后又进行不同高度下的气动力分析。分析表明随高度增大地效翼船升力明显减少，并得出适合地效翼船巡航的高度。     

三维流场下地效翼船巡航状态非线性κ-ε湍流气动的数值模拟

本文提出了一种可以较精确地计算地效翼船巡航状态下气动力的设计方法,应用流体力学中线性和非线性湍流理论并结合有限元法对地效翼船进行了气动性能计算,并结合实验数据对比,可以发现应用非线性湍流理论计算值较为精确.同时又将单算主翼气动性能与计算整体地效翼船数值进行对比,发现单算的主翼气动力大于整体算法的,这主要是未考虑主浮舟等附体对气动力的贡献.作为设计之初可以考虑单算主翼,但随着工作的深入一定要对地效翼船整体气动力性能进行研究,以确定巡航状态下是否提供足够的升力,这是地效翼船设计的关键.在进行整体和单体计算后又进行了不同高度下的气动力分析,分析表明随高度增大地效翼船升力明显减少,并得出适合地效翼船巡航的高度.     

复合材料地效翼船浮筒结构设计

对4 t级上单翼布局地效翼船平台提出采用双剑杆连接的夹层复合材料支撑式浮筒结构设计方案,根据浮筒外形尺寸和内部纵横向结构件布置建立几何模型,针对地效翼船单侧着水情况下浮筒对称和非对称受载工况,利用有限元软件MSC.Patran/Nastran对浮筒变形和应力分布进行仿真计算,校核浮筒强度,验证结构设计的合理性,并对危险区域提出结构加强方案。     

某型地效翼船翼型选择分析

地效翼船(WIG)是一种融合了航空技术与船舶技术的新型高性能船舶,而机翼是产生地面效应和提供升力的主要部件,翼型的优劣直接影响地效翼船的飞行性能.根据某型地效翼船的气动布局特点建立分析模型,采用面元法对2种翼型的气动特性进行计算.对比2种翼型的特性曲线,结果表明,在同一条件下,2#翼型具有更大的升力,地效翼船的起降性能更优越,因此该型地效翼船的机翼更适合采用2#翼型.     

地效翼船自控参数的优化研究

介绍了基于地效翼船空间运动方程的自控参数优化方法.首先建立了带有自控参数的地效翼船空间运动方程;再以MATLAB为工作平台,利用其非线性多目标函数fmincon(),建立优化系统的数学模型;最后采用MATLAB/GUIDE编制了自控参数优化程序,对地效翼船自控参数进行了优化计算.结果表明:通过地效翼船自控参数的优化计算,可以达到规定的运动性能指标,不必单纯依靠气动设计来解决地效翼船的运动稳定性和操纵性问题.     

地效翼船运动特性的数学仿真

通过对各种干扰输入信号进行数学描述,建立起基于地效翼船空间运动方程组的数学模型.再以MATLAB为工作平台,采用MATLAB/GUIDE编制地效翼船的数学仿真计算软件.最后利用该数学仿真软件对地效翼船的设计方案进行各种干扰作用下运动特性的数学仿真计算.仿真计算结果表明:地效翼船的数学仿真可以考察和评价设计方案在各种干扰作用下的稳定性和操纵性.     

地效翼船实时视景仿真研究

介绍一种基于单台个人计算机和MATLAB软件的地效翼船实时视景仿真方法。利用基于对海浪的实时仿真计算的实时视景软件，和建立在“地效翼船＋自控系统”的数学模型基础上的地效翼船连续仿真数据计算软件，开展地效翼船在不同时间和不同飞行状态下地效翼船的实时仿真模拟演示。实时仿真演示表明：大、中型地效翼船的运动性能可以利用地效翼船实时视景仿真系统通过数字仿真手段予以展现。     

地效翼船技术标准修订

近年来,国际地效翼船产业发展迅速。为进一步深入剖析地效翼船产业发展瓶颈,破解当前国内地效翼船产业发展在技术标准方面面临的困境,建立地效翼船技术和管理标准,通过分析《地效翼船临时导则》存在的问题以及修订的意义,建议从各国资源利用、借鉴民用航空相关标准以及探讨小型地效翼船设定标准方面,开展对国内外地效翼船技术标准的修订研究,以期获得支持国内地效翼船技术标准修订的方案。     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.     

一种地效翼船型线的实用设计方法

本文介绍了一种结合地效翼船特点的船型实用设计方法,该方法能够将船体外形用一组简单的数学公式完整地表示出来.采用该方法编制了地效翼船型线设计计算程序,并先后对数条地效翼船船型进行了优化设计,都取得了良好的效果.     

《地效翼船检验指南》简介

本指南主要是在CCS《地效翼船检验指南》1998的基础上，参照IMO地效翼船暂行指南的适用部分及经调研研究适合的技术条款，并在结构方面纳入了国内地效翼船研究专家的研究成果，以适应我国现在对地效翼船检验的需要。主要新增如下要求：     

基于深度强化学习的地效翼船降落纵向控制研究

为了控制地效翼船水上降落的垂向速度，降低其入水砰击载荷，提出了一种基于深度强化学习的地效翼船降落纵向控制方法。在传统DQN算法的基础上，提出了基于终止状态评价的TSE-DQN算法。针对地效翼船降落入水垂向速度与俯仰角设计了奖励函数，并通过模拟试验将TSE-DQN算法和传统DQN算法进行了对比。试验结果表明，论文所提出的TSE-DQN算法在地效翼船的降落入水垂向速度优化方面有较大提升，且具有更好的稳定性。TSE-DQN算法对地效翼船降落时垂向速度的控制具有指导意义。     

"天鹅"号两栖地效翼船的研究与设计

简述了动力气垫地效翼船的优点和特点,以及它与动力增升地效翼、动力气垫船的不同之处;重点介绍了２０客、１３０ｋｍ／ｈ的８ｔ动力气垫地效翼的设计思想、气动布局、动力装置、结构构思、配平与操纵等方面的设计特点,以及其在陆上、水上的航行情况。还简要地阐述了对船的技术评估。     

地效翼船爬升角导数数值分析方法

地效翼船是一种新型高性能船舶。由于地面效应的存在,其气动力随飞高呈强烈非线性变化,同时姿态的变化往往会引起飞高的变化,因此很难通过试验手段获取气动力对爬升角(或迎角)的导数。本文通过构建地效翼船的升沉强迫振动,推导出数值求解地效翼船气动力对爬升角和爬升角速度导数的理论方法,并采用CFD典型算例验证了方法的可行性和合理性,可以作为工程设计和性能估算的重要手段。     

地效翼船——一种新型运输工具

简要介绍了地效翼船的飞行原理,与飞机、船舶的区别、联系,其诞生、研制的过程,以及前苏联、中国等国家地效翼船的特点。地效翼船是一种能长时间在地效区飞行的新型运输工具,它比船舶的速度快,比飞机的效益高,使用维护方便,具有良好的隐蔽性、快速突击性以及两栖性,适于大型化发展,可用作登陆艇及导弹快艇,甚至可作为移动的火箭发射平台,使用前景广阔。     

风电安装平台总体结构强度计算分析

介绍了风电安装船的工作流程。依据线性微幅波理论以及莫里森公式,采用水动力方法确定设计波参数,进行了升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷预报,得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1][2]。在此基础上建立结构三维有限元模型,对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析,列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力,提出了总体强度及结构设计的关键要素,可为今后风电安装作业平台的结构设计提供参考。     

多功能船主吊机区域局部强度计算

多功能船是为了满足海洋工程的发展需要所产生的特种工程船舶,实现了工程经济性与工程实用性的密切结合。借助有限元软件对多功能船主吊机区域局部结构进行分析,描述建立这种复杂不规则模型时需要运用的技巧,建立多功能船主吊机区域局部结构有限元模型,阐述多功能船主吊机区域局部结构有限元结构分析方法,以及在加载过程中应该注意的受力转换。所得到的多功能船主吊机区域局部结构有限元分析结果对同类型船舶的吊机区域局部结构设计和强度分析有一定的参考价值。     

基于OpenFOAM的大型三体船连接桥入水砰击载荷数值模拟分析北大核心CSCD

[目的]旨在探究三体船连接桥落体砰击载荷分布规律。[方法]基于OpenFOAM开源软件以及连续性方程和N-S方程,建立三体船连接桥自由落体入水砰击数值模型,模拟三体船连接桥自由落体入水砰击过程中的速度、砰击压力以及自由液面动态变化,开展网格收敛性分析,验证数值计算方法的正确性,并将数值解与实验值进行对比。[结果]结果显示,所提模型能够有效预报三体船连接桥结构的落体砰击载荷,靠近外折角点的连接桥砰击压力系数最大,得到了连接桥下表面砰击压力峰值及砰击压力系数与速度的关系。[结论]研究给出的三体船连接桥入水砰击压力特性和范围可为三体船结构强度评估与结构设计提供数值基础。