海洋科考船艏部线型设计

以3艘海洋科考船为研究对象,采用CFD软件模拟不同艏部线型在经济航速和最大航速下艏部兴波波形和自由液面气泡沿船体曲面下泄轨迹.计算结果表明,球鼻艏线型可明显降低船首兴波波峰高度;安装导流罩可以解决船底宽度不满足多波束设备宽度的问题,但同时会增加船舶阻力并产生紊流;采用一体化隐式球艏线型有较好的兴波阻力性能同时兼顾较强的防气泡能力.     

低噪声导流罩的设计

文章主要介绍多波束回声测深系统在"大洋一号"船体底部独特的布置,顺畅的导流罩线型及其低响应的结构设计,导流罩装船后降噪效果与国内外同类相比显著,使布置于导流罩内部的多种装船系统设备的技术性能得到充分发挥.     

基于降低航行阻力的声呐导流罩外形优化

导流罩突出于主船体的底部或首部之外,可以明显降低水流对声呐探测性能的影响,但在一定程度上增大了航行阻力。本文通过数值方法研究某Ⅰ型船加装导流罩前后航行阻力的变化及导流罩对船速的影响。研究表明,加装导流罩后船底的最大压力和船的航行阻力有所增大,但由于导流罩的排水体积与整个船舶的排水体积相比要小得多,因此加装导流罩对船速影响不明显。为优化导流罩的外形结构和进一步降低航行阻力,提出了4种导流罩外形模型并对其流体动力学性能进行分析。对比结果表明,导流罩外形结构为头部流线型、尾部半圆型的综合性能最佳。     

双艉船型优化的系统研究方法

本文介绍了在长江双艉船型型线的研究开发中,利用船体型线生成交互设计、船舶工程CFD综合技术及船模试验三位一体的优化船舶线型的系统研究方法。     

船舶性能核算的发展趋势

本文介绍在船型型线的研究开发中，利用船体型线生成交互设计、船舶工程CFD综合技术及船模试验三位一体的系统研究方法，优化船舶线型。     

基于流固耦合的轮缘推进器水动力性能和强度校核分析

[目的]为了综合分析轮缘推进器的整体水动力性能和强度性能,提出采用基于流固耦合的计算方法进行联立求解。[方法]首先,采用计算流体动力学(CFD)方法计算3种不同导流罩结构的轮缘推进器在不同进速下的推力、扭矩和效率等参数,分析3种结构的轮缘推进器的水动力性能计算结果,以确定最佳的导流罩结构型式;然后,通过联立求解,将CFD计算结果作为轮缘推进器强度校核的载荷条件,计算其在实际工况下的等效应力。[结果]计算结果表明:导流罩对轮缘推进器水动力性能的影响非常大,即使采用相同的螺旋桨模型,不同的导流罩结构也将直接影响整个推进器的推力和效率;对于配置最佳导流罩结构型式的轮缘推进器,螺旋桨在设计航速下的最大等效应力为许用值的68.16%,可以满足设计工况条件下的强度要求。[结论]流固耦合计算方法适用于轮缘推进器的水动力性能和强度校核的有效分析。     

船舶球鼻首声呐导流罩连接结构设计及模型试验

提出了船舶球鼻首导流罩玻璃钢壳体与船体结构之间的两种新型连接结构－－纤维桩结构和柔性密封螺钉连接结构，即：在钢构架与玻璃钢壳体之间采用纤维桩连接结构，玻璃钢壳体边界与船体搭接板之间采用加橡胶柔性密封的螺钉连接结构。导流罩的局部小模型和1：1局部大模型试验证明，该连接结构能保证导流罩具有足够的强度和水密性，其性能优于现有螺钉连接结构，适合于装船使用。同时，利用MSC／Nastran大型有限元分析软件对1：1局部大模型进行了数值计算分析。根据试验和有限元计算结果，得出在采用纤维桩结构连接后，玻璃钢壳体的应力和变形规律，并提出了玻璃钢导流罩壳体强度衡准。依据该衡准，通过数值模拟分析，对整体玻璃钢导流罩的纤维桩布置方式进行设计，以求用尽量小的纤维桩数目来满足强度要求，最终得出了非均匀布置的布桩方案。     

SBD技术在"探索一号"科考船线型设计中的应用

文章介绍了"探索一号"科考船船体改型设计及基于数值仿真方法(Simulation Based Design,SBD)的艏部线型优化设计。首先,依据总体设计要求,对原船艏部进行了加长并开展了线型设计,采用基于RANS的数值评估方法对改型前后船舶阻力进行计算分析。在此基础上,采用SBD技术开展了艏部线型优化设计,以设计航速时的总阻力作为目标函数,FFD方法实现船体几何自动重构,利用粒子群优化算法对线型优化设计问题进行求解,设计结果表明:在满足工程约束条件下,最优方案总阻力收益十分显著,航速12kns时模型总阻力减小了7.7%,剩余阻力系数减小了26.6%。     

声呐导流罩关键结构参数对航行阻力的影响

外形轮廓和结构参数是决定声呐导流罩航行阻力与水声性能的主要因素,导流罩突出于船体的底部或首部,可以明显降低水流对声呐探测性能的影响,但其在一定程度上增大了航行阻力。本文通过数值方法研究导流罩的最大水面线长宽比和最大纵剖面宽高比等关键结构参数对某I型船航行阻力的影响。结果表明,声呐导流罩的长宽比为3.4~3.6及宽高比为1.1~1.2时,船航行时所受的阻力明显比加装其他比例的导流罩小,且其排水体积相对整个船的排水体积也较小,综合性能最佳。数值结果与相关的实验数据吻合较好。     

玻璃钢球鼻首导流罩结构设计

介绍了玻璃钢球鼻首导流罩的结构设计方案流程,重点探讨了球鼻首构架形式设计,并利用MSC-Nastran大型有限元分析软件对导流罩强度和稳定性进行校核计算。结果表明:该方案可以满足声纳导流罩的强度和声学性能要求,为以后进行玻璃钢球鼻首导流罩的设计提供参考。     

Ship hull plate processing surface fairing with constraints based on B-spline

The problem of ship hull plate processing surface fairing with constraints based on B-spline is solved in this paper. The algorithm for B-spline curve fairing with constraints is one of the most common methods in plane curve fairing. The algorithm can be applied to global and local curve fairing. It can constrain the perturbation range of the control points and the shape variation of the curve, and get a better fairing result in plane curves. In this paper, a new fairing algorithm with constraints for curves and surfaces in space is presented. Then this method is applied to the experiments of ship hull plate processing surface. Finally numerical results are obtained to show the efficiency of this method.     

基于小波变换的船体NURBS曲线光顺方法

曲线曲面光顺是CAGD/CAD研究重点,常用光顺方法有选点法和优化法。首先对光顺进行分类定义,提出了数学光顺、物理光顺和功能光顺的概念。其次,由于小波变换的优良特性,针对船舶型线的特点,引入NURBS的K次有理基函数作为小波尺度函数,利用小波变换对船体型线(半宽水线)进行了光顺,实现了曲线的数据压缩和光顺的目的。该方法的有效性和合理性已被实验证明。     

船体线型自动光顺机

对目前船体线型光顺三种主要方法进行了比较。从船体线型光顺现状和用户的要求统一起来考虑，提出光顺软件可以在无人频繁干预的情况下全程运行完成光顺，以避免线型光顺软件目前所呈现的无序操作和结果的多变性。在对样条曲线和光顺手段进行线性化处理后，运用确定型有穷自动机（DFA）和图灵机（TM）的数学模型描述方式提出自动光顺机的设想和实现方法－－一个面向放样工操作的船体线型自动光顺软件。     

三次样条曲线等外力端概念及其处理方法

常用的三次样条曲线几种端值条件如简支端、抛物端已不能完全满足曲线光顺的要求。本文从样条曲线精密光顺准则出发,提出一个新的端值条件——等外力端的概念、分类和处理方法。同时从能量最小原理出发,用变分的方法推导出几种端值条件,说明它们的力学背景。在本文中,还提出了连续梁的初始剪力定理。 作者把等外力端应用于样条曲线精密光顺试验,效果十分满意。     

一种新的船体型线自动光顺方法

提出了一种新的在船舶设计阶段光顺船体型线的自动光顺方法.文献中有两类光顺方法:局部光顺法和整体光顺法,文中的光顺方法引入控制点的权值,从而建立了局部光顺法和整体光顺法的统一优化模型.为了提高型线光顺效果,该光顺方法使曲线的应变能和曲率的变化最小,并在优化过程中保证船体型线的几何特征不变.应用该方法光顺典型的船体横剖而曲线,表明可得到满意的光顺效果.     

三次样条曲线的选点修改法

本文根据样条曲线的力学性质,提出新的光顺准则和选点修改的方法,并推导出修改量和修改方向均较为合理的综合计算公式。通过实船计算表明,本方法能较准确地依次找到引起样条曲线不光顺的最坏的型值点,并逐一进行有效的修改,最后达到曲线上各节点的外力符号分片同号,力的大小过渡均匀,即基本达到所谓精光顺的要求。由于选点准确,同时又是局部修改,所以在对船体进行三向光顺计算时收敛也较快。本计算方法的应用条件是:需要修顺的曲线必须能用点点通过的三次样条曲线进行拟合,然后才能进行选点修顺。     

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。     

关于曲线光顺性的讨论

从数学放样和光顺自动化的角度出发,分析了一个经典的光顺定义的优缺点,并在此基础上得到了改进的定义,同时应用改进的定义导出了船舶线型自动光顺时应遵循的光顺准则。     

工程塑料在桥梁工程中的应用

以桃夭门大桥钢箱梁风嘴设计为例,考虑到风嘴内部销铰连接高强螺栓维修检查方便以及减小制造、安装难度,风嘴段检修开启门采用硬聚氯乙烯工程塑料。介绍了工程塑料的性能、安装中的问题以及焊接方式等。     

Windows环境下船体型线模拟手工光顺研究

应用Ｂ样条曲线拟合船体型线，研究船体型线的模拟人工光顺。利用Ｂｏｒｌａｎｄ ｃ＾＋＋ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ环境编制软件，并设置了各种窗口功能。经初步编程证明，具有可行性。