基于NURBS的船舶型线设计程序EHULL

以非均匀有理B样条NURBS为基础，通过交互式手段实现船舶型线的三维动态设计和实体造型，程序具有升阶、分割、节点去除等功能，可以计算曲面的高斯曲率、获得各种剖面的形状和线型图、肋骨型线图；可生成各种二次曲面、计算船舶静水力。     

船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究

现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法存在计算量大、预测精准度差的缺陷,为此进行船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究。为提升无线传感器网络丢失节点预测精准度,搭建无线传感器网络节点模型,建立网络节点隶属度向量。以此为基础,依据节点运动状态特点,计算丢失节点偏转方向,以得到的丢失节点偏转方向信息为依据,采用A-USVC算法预测丢失节点位置,实现船舶机舱无线传感器网络丢失节点的预测。仿真实验结果显示,与现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法相比,提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法极大降低了计算量,提高了预测精准度,充分说明提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法具备更好的预测效果。     

船舶监测网络异常节点定位技术研究

网络节点在整个船舶监测网络中占有重要地位,异常节点可以破坏船舶监测网络的正常通信,影响船舶航行轨迹,埋下安全隐患。目前网络异常节点类型愈加复杂多样,传统的Amorphous技术已经难以准确定位,在覆盖率分析和精准度上经常出现很大的误差。本文提出一种新的船舶监测网络异常节点定位技术—APIT技术,定位过程分为接收节点信息、执行APIT测试、计算重叠区域和计算质心4步。由实验结果可知,较传统技术而言,APIT技术能够检测到更多类型的异常节点,精确性更好,为船舶安全航行提供有力的技术支撑。     

肘板趾端表面裂纹在随机波浪载荷作用下的疲劳扩展预报

肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系数和T型节点相差很小,而表面端点应力强度因子修正系数则当裂纹长度在肘板厚度范围内时和T型节点相差很小,超出后则相差较大。以某客滚船上肘板趾端应力范围长期分布服从Weibull分布,产生系列均值为零的应力幅,应力强度因子分别采用有限元结果和BS7910中T型接头公式进行计算,采用单一曲线模型计算该趾端表面裂纹的裂纹扩展。计算等效应力强度因子幅时,考虑焊接残余应力的影响。计算结果表明以T型接头的公式计算趾端表面裂纹应力强度因子和有限元结果相差很小。建议将T型节点表面裂纹应力强度因子计算公式用于趾端表面裂纹应力强度因子的计算,并采用单一曲线模型对随机波浪载荷下作用下船舶典型节点疲劳裂纹的扩展寿命进行了预报。     

船舶移动网络中节点跨域访问方法研究

为了提高船舶移动网络的全网能量均衡性,提出一种基于能量均衡控制的船舶移动网络中节点跨域访问方法。建立船舶移动网络移动节点的分布部署模型,采用最短路径寻优方法进行节点的路径规划,结合通信负载均衡性进行船舶网络传输信道均衡设计,对船舶移动网络中各簇首节点采用链路增益控制方法进行传输路由设计,计算移动船舶网络的全网能量负载开销,采用能量均衡控制方法实现船舶移动网络节点的跨区域访问。仿真结果表明,采用该方法进行船舶移动网络中节点跨域访问,提高了节点的正确传递概率,船舶移动网络的全网信道均衡性较好,改善了网络的数据传输和通信性能。     

基于回归分析方法的船舶阻力估算

阻力预测是船舶设计的重要环节。本文采用多种阻力预测方法对KCS船舶、KVLCC2船舶、Wigley船型以及NPL圆舭艇的阻力进行估算,验证多种阻力预测方法的计算精度和可靠性,探究各种阻力预测方法的适用范围。结果表明,基于回归分析方法计算常规排水型船舶阻力和基于细长体方法计算瘦长船型和方尾船阻力的方案可行。船型特征是选择阻力预测方法的首要因素。细长体理论计算的自由面波形结果基本令人满意。本文对船舶阻力估算方法的研究起到一定的借鉴和参考作用,同时也提供了一系列阻力计算的验证算例。     

船舶结构分析中的全刚度空间平面应力薄膜单元

本文在改进四节点等参元和四节点Ｗｉｌｓｏｎ不协调元的基础上，发展了适用于船舶结构直接计算的全刚度空间平面应力薄膜单元，它能解决以前应用平面应力薄膜单元在空间结构计算中出现的非正定问题，更适合于船舶结构分析使用。本单元已作为１３类单元放入直接计算法的有限元数值分析模块中。     

基于改进自适应遗传算法的船舶电力系统滤波装置优化配置

近年来随着大量非线性负载的投入使用，船舶电网谐波问题日益严重，直接影响到船舶电气设备的正常工作和使用寿命。论文结合船舶电力系统动态负荷多等特点采用节点电势法进行基波潮流计算，忽略传输线路压降，对非线性负荷进行迭代求解，因而收敛速度快，精度高。在迭代求解过程中，采用改进的自适应遗传算法。根据适应度值的集中程度自适应地变化整个种群的交叉概率和变异概率，增加了种群多样性，扩大了搜索空间。应用改进的自适应遗传算法对一个12节点船舶电力系统进行滤波器优化配置，优化结果表明了算法的有效性。     

船体结构强度直接计算中的外载荷节点化方法

在船体结构强度直接计算方法中，需要建立三维有限元模型，船体所受到的外载荷也应相应地转化为有限元节点力。本文给出了外载荷节点化的方法并编制相应的程序，用于船舶直接设计计算中。     

等效法和节点电压法在船舶电力系统稳态数学模型建立中的应用

伴随船舶电力系统容量的不断提高,网络结构复杂性愈加明显,所以船舶中压交流系统的广泛应用重要性逐渐突显出来。长期以来,传统船舶交流电力系统所采用的短路电流计算方法对很多内容忽略,所以很难满足具体要求,特别是环型与网型供电网络的存在,使得短路电流计算方法不得不改进与创新。在构建船舶电力系统稳态数学模型的过程中,将等效法与节点电压方法应用于其中,不仅可以全面优化模型功能与作用,同样可以进一步改进船舶电力系统的性能,为船舶海上航行提供必要保障。     

CATIA modeling method of ship hull with hull line as data input北大核心CSCD

[Objective]To simplify the ship modeling process and improve modeling efficiency, this paper proposes a method for rapidly implementing hull model creation based on hull line drawing.[Methods]Using the CATIA platform, this method adopts the component application architecture (CAA) development tool for secondary development. First, by reading the geometry elements and label information of the hull lines in a drawing, the transformation of the offset points from 2D to 3D is realized. On this basis, the creation of the hull lines, stern and bow is completed, and a 3D wireframe model obtained. Finally, the hull 3D modeling is completed in conjunction with the CATIA native surface creation command. The stability and reliability verification of the developed type value extraction and bow generation program is then carried out via application analysis.[Results]The results show that the compiled program can realize the automatic creation of offset points, transverse lines, waterlines, profile lines and other boundary lines except the top line of the wall, and the centerline and tangent lines created by the bow generator are easily modified and simple for users to operate. [Conclusions]The verification results show that the method of a creating hull model using "Generative Shape Design" and "Drafting" with the hull line drawing as the data input is stable, reliable and able to realize rapid hull modeling, giving it certain practical value. © The Author(s) 2022.     

船体曲线曲面的B样条光顺

根据给定的船体型值点，以三次非均匀B样条为光顺函数，采用整体光顺方法，以应变能最小、曲率变化均匀为准则，以控制点为未知量，建立最优化问题的约束方程并求解，实现船体曲线的光顺。根据曲线的相对曲率线图，将优化后的光顺B样条船体曲线与插值B样条曲线、传统最小二乘法逼近曲线进行了比较。构[循规蹈矩本曲面，以UV方向上的单参数曲线族或站线、水线、纵剖线方向的截面曲线族为研究对象，以曲线族的应变能之和最小为准则，进行光顺处理，最后，以NURBS为统一数学表达式，根据光顺后得到的控制点网络，应用双三次非均匀有理B样条得到光顺的船体曲面。     

三维船体曲面模型建立方法及程序实现

该文对应用实体造型技术建立船体曲面模型的方法进行了研究。在So lidW orks建模环境中使用VB作为二次开发工具,通过应用程序实现了三维NURBS船体曲面模型的建立。并用实例验证了程序的适用性,为进一步建立数字化的船体曲面产品模型奠定了基础。     

船体外板重量重心计算程序

本文介绍了一种适合PC—1500A计算机使用的船体外板重量重心计算程序。利用该程序即可根据型线图迅捷地计算出船体外板的重量及重心位置。计算实例表明,利用程序计算结果可靠,精度误差在允许范围内。     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

基于RBF的船体曲面变形方法及在船体型线优化中的应用

介绍了径向基函数插值（RBF）的基本原理及其在船体曲面变形中的应用。将基于径向基函数插值的船体曲面修改方法与CFD软件及优化算法结合,成功开发了船体型线优化平台。运用该平台对美国海军水面舰艇DTMB5415进行了艏部型线的优化设计,获得了给定约束条件下阻力性能最优的船体外形。结果表明,基于径向基函数插值的船体曲面变形方法是有效可行的,建立的船型优化平台具有一定的工程应用价值。     

Studies on the optimization of stern hull form based on a potential flow solver

A hypothesis of the minimum energy of secondary flow, suggested by Bessho, is introduced here. According to this hypothesis, it can be expected that hull forms having frame lines with a minimum energy of secondary flow show less form drag. In the first part of this article, secondary flow energy is evaluated for the cases with and without a free-surface effect, and Bessho’s hypothesis is confirmed for practical hull forms. Then optimization methods for the stern hull form are suggested, in which a nonlinear optimization technique is introduced. Numerical examples are given for a practical tanker hull form and a practical container hull form. From these studies, the suggested optimization method can be confirmed as a simplified and practical design method to the select frame lines of stern hull forms.     

空泡螺旋桨诱导的船体脉动压力预报

本文用空泡预报的结果,在桨叶面和尾涡面布置强度已知的源汇和偶极子,计算了空泡螺旋桨诱导的脉动压力.真实的船体表面形状可以通过在船体表面布置偶极子来考虑,求得船体表面的偶极子强度后,通过Bernoulli方程可得到船体表面的脉动压力.为了便于同已有的试验数据进行比较,本文计算了空泡螺旋桨诱导的平板脉动压力.     

基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法

水火弯板是船体双曲度外板的主要成形方法,它可以作为外板展开的逆过程来考虑.通过计算外板展开所产生的变形量来确定水火弯板的加工工艺参数.本文提出了一种基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法.该方法运用等距曲面的性质分析曲面钢板展开的角变形量计算,通过伪直母线的区域划分算法给出了线变形量的计算.通过实板展开算例表明,该方法是一种同时考虑角变形量和线变形量的准确计算船体曲面钢板展开的有效方法.     

船体结构对水下冲击波动态响应的数值研究

船舶的水下爆炸响应是一个重要而复杂的问题,对船舶抗爆能力的提高有着重要的意义.本文使用商业有限元程序ABAQUS对某船体在水下爆炸冲击波作用下的动态响应进行了数值模拟.该问题解决中包括流固耦合问题,边界条件的处理.详细给出了某船舶在水下爆炸的响应结果,揭示了船体的加速度响应、船体的应力响应、船体的速度响应3个方面的响应规律.通过和相关试验数据进行比较,表明数值结果与试验结果两者吻合良好.最后考察并给出了各层甲板在关键肋位上的点的应力和速度响应峰值.所得到船舶在水下爆炸下的响应规律,为船舶设计提供有力的依据.