蒸汽弹射器的动力学仿真研究

针对航母蒸汽弹射器，在对其受力及热力学分析的基础上，建立其动力学模型，利用MATLAB软件建立了仿真系统进行数值计算，得到舰载机运动加速度、速度的大小及其与位移的关系，其计算方法是可行的；对多种弹射工况进行了仿真分析，获得不同工况下舰载机的弹射起飞运动特性，为弹射器的设计提供了可选方法及参数。     

圆碟形上浮结构水平运动稳定性仿真分析

以圆碟形上浮结构为研究对象，介绍其水动力性能研究现状，并使用计算流体力学方法分析圆碟形结构的水平方向阻力性能，进而对比2种不同主动推力模拟方法下的圆碟形结构的水平运动稳定性。同时，针对复杂海洋环境中该结构受复杂海流冲击可能造成的倾覆，进行了海流影响下的模拟分析，结果表明，圆碟形水下上浮结构具有较低的阻力，在受主动推力及海流影响下能保持良好的运动稳定性，这为预报圆碟形结构水动力性能和运动情况提供了参考。     

三维复杂弹性耦合冲击隔离系统建模研究

针对带弹性筏体和弹性基础的三维复杂弹性耦合冲击隔离系统，综合运用多体动力学理论、结构动力学理论、子结构方法、有限元方法，考虑系统刚体运动与弹性振动的耦合，建立了三维复杂弹性耦合冲击隔离系统的动力学模型；编写计算程序计算系统的固有频率，并与用ANSYS软件建模计算的固有频率和实验值进行比较，结果吻合得较好，通过试验工况下计算的机组加速度响应与实测结果的比较，验证了模型的正确性；最后计算分析系统在三向冲击激励下的动力学响应，为分析浮筏系统的冲击响应控制和参数优化奠定理论基础。     

基于时-频域联合计算的打桩船施工作业窗口计算

提出一种基于时-频域联合计算方法的打桩船横摇和抱桩器处垂荡运动幅值分析方法，以及打桩船作业可行性评价流程和方法。该方法能避免在时域下进行极为耗时的浮体动力学方程求解，克服全频域计算中对高斯谱型的依赖，可应用在开敞外海多峰谱型波浪条件下的计算中。通过对比发现，采用时-频域联合计算的船舶运动响应与全时域计算结果较为接近，证明采用时-频域联合计算方法计算船舶3个垂向自由度的运动时，忽略非线性的悬链线系泊系统是可行的。此外，采用基于时-频域联合计算和基于加权平均的打桩船作业可行性判定方法对目标海域的各月理论可施工窗口比例进行计算。     

规则波作用下养殖工船的运动响应特性

采用模型试验和计算流体力学（CFD）方法对一艘新型深远海养殖工船在规则波下的运动响应特性进行研究。针对载液率为81.5%的满载工况，将养殖水体替换为固体，探究自由液面对运动响应的影响；考虑载液率为81.5%和47.4%的2种载液状态，分析载液率对运动响应的影响。结果显示：数值计算结果与模型试验结果吻合良好；自由液面效应和较高的载液率均增大了横摇运动固有周期，减小了横摇运动响应幅值算子（RAO）峰值；自由液面效应和载液率对养殖工船的纵摇运动影响不大。     

海港锚地最小设计水深计算方法的数学模型

针对海港锚地的最小设计水深计算方法，进行了数学模型研究。采用UNDERKEEL计算模型，研究波浪作用下的船舶竖向运动，输出可提供船舶竖向运动的幅值响应算子（RAO）。研究中将锚地水深值按照1.2～2.5倍船舶吃水（T）以步长为0.05T增量作为输入参数进行计算研究，得出不同类型和等级的船舶在不同波高和波周期影响下的触底概率。根据选取的允许触底概率得出海港锚地最小设计水深与船舶吃水的参数关系，最终给出海港锚地最小设计水深的计算公式。相关研究方法和计算公式可以为海港锚地设计项目提供参考，并可作为海港锚地相关设计规范编制的参考资料。     

防风水鼓系泊系统系泊力的计算方法

介绍在时域内，防风水鼓系泊系统在风、浪、流联合作用下计算系泊力的1种方法。该方法是在分析波浪荷载时，使用了设计波法和非线性Stokes五阶波，并由经验公式求出了船舶的风、流作用力。由准静态方法计算了初始条件后，在忽略了锚链和水鼓动态效应对船舶运动的影响条件下，求解了系泊力和船舶的运动时历。再由二维集中质量法建立了锚链和水鼓的数学模型，用Houbolt方法求解了锚链和水鼓的运动方程，并对系泊力进行了修正。将计算结果和其它经验公式计算的结果进行了比较，吻合得较好，表明本文建立的方法能够用于防风水鼓系泊系统的系泊力计算。     

海上浮式风机平台的水动力分析

针对深海海域,设计了适用于深海的新型浮式风机平台,计算了平台在频域内的运动响应,结果表明平台运动的固有频域远离常见波浪频率。计算了平台在时域内工作工况下的运动响应,计算得到了不同工况下风机运动的最大响应值,并且给出建议的风机工作风速区间。计算了平台在极限工况下的运动响应,计算结果表明平台在极限工况下运动响应良好,能够适应恶劣海洋环境。对平台运动响应进行频谱分析,分析表明平台在风和波浪共同作用下的运动可分为与锚链和平台固有频率有关的低频部分和与波浪频率有关的高频部分。     

水下航行体的K,T与频率特性计算

本文根据水下航行体的侧－滚运动方程组，经拉普拉斯变换，求解运动在数的传递函数，并用时域分析法与频率分析法，最后给出了四阶系统的操纵性指数，ＫＴ，计算方法与下特性的计算方法及其算例，以判别航行体的侧向，横滚方向运动的稳定性与机动性。     

近海移动式栈桥码头运动性能计算方法

运用有限水深多浮体三维势流理论和谱分析理论，结合实例计算，建立了一种计算近海移动式栈桥码头三维运动响应的方法，该方法将栈桥码头简化为刚性模块柔性连接器模型（RMFC），柔性连接器被假定为线性弹簧。通过将计算结果与实验结果比较，验证了本文提出的计算方法可以用于预报近海移动式栈桥码头在海浪作用下的三维运动响应情况，其计算结果可以作为设计连接器及锚链的依据。     

基于OpenFOAM的船舶与液舱流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟

波浪中载液船舶运动激励舱内液体的晃荡,舱内液体晃荡产生的冲击力同时作用在舱壁上,进而影响船舶的运动姿态。波浪中船体水动力和时延函数是在势流理论范畴下采用切片法和脉冲响应函数方法计算获得的,液舱内液体非线性晃荡是基于粘性流理论实时计算模拟,两者耦合建立了波浪中载液船舶与液舱流体晃荡耦合的运动方程。论文基于开源CFD开发平台OpenFOAM,自主开发实现了船体运动与液舱晃荡的耦合计算程序,并进行了相应的数值模拟计算和验证工作。该方法完整地考虑了波浪、船体和液舱晃荡之间的耦合作用,并结合船体内外流场特点分别采用了势流和粘性流理论,具有较高的计算效率。通过数值模拟计算和模型实验研究表明,数值模拟计算能够清晰显现出液舱晃荡对船体全局运动影响,船体运动计算结果与模型实验结果吻合良好。     

基于全时域势流理论的船舶与液舱晃荡耦合运动的数值计算

基于三维线性有航速时域势流理论计算船体时域运动外域波浪力,同时采用三维全非线性时域势流理论来计算舱内液体的非线性晃荡所诱导力与力矩,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程。该方法能够完整地考虑波浪、船体和液舱晃荡之间的实时耦合作用。研究结果表明:通过模型实验和数值模拟计算的对比,数值模拟计算能够清晰显现出液舱晃荡对船体全局运动影响,无航速船体运动RAO与模型实验结果吻合良好,有航速运动计算合乎预期。     

大型豪华邮轮在迎浪中非线性运动预报方法研究

目前工程上通常采用的线性理论耐波性预报方法尚不能够准确地预报船舶非线性运动,而全非线性理论预报又因为耗时长不能广泛应用于实际工程中。现将基于切片理论的频域线性预报方法加以扩展,考虑湿表面变化的非线性因素,在时域中求解船舶非线性运动。通过对某艘大型豪华邮轮的非线性运动耐波特性研究,对其理论计算结果与试验结果比较,表明该预报方法能够较好地评估该船的非线性运动耐波特性。给出的计算方法简便、实用,适用于船舶纵向非线性运动预报,对船舶设计阶段的耐波性能评估具有一定的工程实用价值。     

一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台

描述了在实验室条件下、自行研制的一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台.该平台由水平移动台、垂直升降台、旋转台和摆动台组成;在计算机控制下,根据海浪运动谱,采用线性系统理论建立船舶摇荡运动模型,模拟波浪中船载光通信机的运动;并以横摇运动为例,给出了它的一个运动实现.     

船舶在纵向波浪中运动的控制方法

船舶主动减摇是目前亟待发展的船舶减摇技术。本文基于船舶在波浪中运动理论,运用MATLAB编程求解带主动减摇鳍的船舶在纵向波浪中的升沉和纵摇运动响应,并据此研究文中给出的主动鳍控制方法减摇效果。通过分析某深V型快速渡轮算例,可以得出明显减摇效果。     

粘性流中船舶横摇阻尼计算

船舶横摇阻尼的确定是准确预报船舶在波浪中运动的关键之一.本文以粘性流理论为基础,以连续性方程和N-S方程为控制方程.对Series 60船型的二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同工况下船体剖面的横摇阻尼系数,并与相关实验结果进行了比较.对比和研究表明,本文的方法能给出船舶横摇运动诱导的涡,船体的横摇阻尼等,可进一步拓展应用于船舶在波浪中运动的分析预报和优化设计等方面.     

水深对三体船运动和波浪载荷的影响

利用三维势流理论和简单格林函数计算了迎浪航行时不同航速和不同水深组合下的波浪运动响应和载荷传递函数,研究不同水深和航速组合对三体船的波浪运动响应和波浪载荷的影响,并对船舯垂向弯矩和舯后1/4船长处剪力进行了长期预报.将预报值与规范值进行比较,结果令人满意.计算结果表明三体船在不同水深下航行时,水深对其运动响应和波浪载荷都会产生显著影响.     

船舶在波浪中频域分析

船舶在波浪中的响应一直被船舶工程师广泛关注。本文以Wigley船为对象,采用线性回归计算船舶在规则波中运动的附加质量,采用刘易斯法计算阻尼系数。以新切片理论为基础建立和求解频域内的垂荡和纵摇的耦合运动方程,得到船舶在频域中的运动响应和波浪载荷,并与三维网格法的计算结果进行比较,表明这是一种可靠的、简单快捷的计算船舶在波浪中响应的方法。     

船舶碰撞后运动趋势的模拟计算

本文首先应用明诺斯基(Minorsky)一维碰撞理论,扩展为多自由度模型,描述船舶在碰撞瞬间的能量和运动的转化。以确定两船碰撞后运动的初始条件。船舶碰撞结束之后,开始进入惯性运动阶段,再以日本MMG小组提出的船舶操纵性数学模型为基础,根据基本物理定理,建立两船在互为约束条件下的运动数学模型,计算碰撞后两船的运动过程。最后,在可能出现的各种碰撞格局下进行模拟试验,确定比较符合实际的碰撞前的初始运动状态,为事故分析提供依据。研究表明,用此种模拟计算方法,能较好地计算出船舶碰撞后的运动过程,是一种分析碰撞事故的有效方法。     

小水线面双体船在波浪中的运动响应预报

用切片理论方法发展了SWATH船耐波性预报程序，提供了390t方案的油田小水线面交通船计算分析结果，包括规则波中纵向运动频率响应函数的计算及不规则波中各种海况下的运动有义值预报。