基于三维时域混合源法的顶浪参数横摇研究

参数横摇是复原力周期性变化引起的横摇现象,在顶浪中与垂荡、纵摇的动态耦合非常显著,呈现出强非线性特点,难以准确预报。论文采用一种三维时域面元法进行参数横摇的数值预报,该方法采用混合源法,即内域采用Rankine源,外域采用瞬态的时域Green函数求解平均湿表面的辐射势和绕射势,沿船体瞬时湿表面求解入射势,通过求解垂荡-横摇-纵摇相互耦合的三自由度方程得到参数横摇的时历曲线和幅值。通过与国际标模C11集装箱船的试验结果对比验证了本文数值方法的可靠性,并进一步分析了横摇阻尼和GM值对参数横摇的影响。研究表明,论文采用的三维时域面元法可有效用于顶浪参数横摇的数值预报;横摇阻尼和GM值是参数横摇的敏感性参数,在临界值附近较小的变化会引起较大的参数横摇预报误差。     

水下非接触爆炸时舰船——坐姿舰员系统仿真模型

本文给出了一个舰船一舰员在受到水下非接触爆炸攻击时的冲击动响应的系统仿真模型。用二阶双渐近似方法对舰船结构在水下爆炸冲击作用时的时域动响应进行理论仿真。然后用非线性四自由度集总参数模型表征坐姿船员，可以进行舰员的时域响应理论仿真计算，这个系统模型对舰艇和舰员安全设计可以起指导作用。     

MATLAB环境下ITD法识别模态参数的编程实现

本文利用MATLAB强大的数值计算功能,开发了利用ITD法进行模态参数识别的程序。目的是使得时域法进行模态参数的识别不仅仅只能够进行理论研究,同时使得时域法能够更方便地应用于工程实践。最后,对程序进行了验证。     

一种三维时域格林函数计算方法

如何高效地计算出三维时域格林函数是线性时域方法能否有效地求解船舶水动力问题的关键.本文在前人工作的基础上,采用了一种半解析的数值求积方法,对三维时域格林函数及其导数作了计算,这种方法十分有效,计算结果令人满意.     

矩阵变换器网侧功率因数控制研究

受输入滤波器参数和系统功率的影响,矩阵变换器网侧功率因数在采用传统控制方法时,网侧功率因数控制精度不高。为克服这一问题,通过建立矩阵变换器时域数学模型,提出一种高精度的网侧功率因数控制方法,并将其与传统网侧功率因数控制方法进行了对比研究。仿真结果表明采用本文所提网侧功率因数控制方法是正确可行的。     

基于PID的高速无人机高度控制系统设计

采用传统的PID姿态控制方法实现高速无人机的高度控制，采用从内回路到外回路逐层设计的方法。运用根轨迹法对开环传递函数进行分析，确定各参数的大致取值范围。再利用时域法及频域法，在取值范围内反复比较各组参数的时域和频域响应指标，直至得出一组最佳参数值。     

近水面航行物体绕射问题的时域解

本文应用时域方法在线性自由面条件下讨论了水下任意三维物体在波浪中等速直线航行时的绕射问题,导出了作用在物体上的绕射力与相应的反向运动辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力,并且对于各种频率的入射波只须解算一次积分方程,大大减少了数值计算时间。时域Green函数的计算采用黄德波提供的快速插值方法,使计算能够在中小型计算机实现。 作为例子,本文计算了圆球和回转椭球体的波浪力,与现有理论计算和实验结果比较,证实了本方法的正确性和计算的准确性。此外,还对时域计算中的一些参数、定常波势以及航速的影响进行了分析讨论。     

基于三维时域混合源法的顶浪 不规则波参数横摇研究

国际海事组织(IMO)船舶设计建造分委会(SDC)第4次会议把参数横摇稳性直接评估提上议程,如何准确预报和评估不规则波中的参数横摇是亟待解决的问题。文章提出采用一种三维时域面元法进行不规则波中参数横摇的预报和评估,该方法首先采用混合源法,即在内域采用Rankine源,在外域采用瞬态的时域Green函数,该混合源法充分考虑了船体的定常和非定常运动,以及定常运动对非定常运动的影响;其次考虑了船体与不规则波浪的瞬时相对位置,沿船体瞬时湿表面进行压力积分求解Froude-Krylov力和静水力;然后通过时域求解垂荡—纵摇—横摇三自由度耦合方程计算参数横摇。文中以国际标模C11集装箱船为研究对象,研究了不同随机波浪谱下参数横摇的发生规律,进行了统计分析,并通过已有的试验结果验证了文中采用方法的有效性。结果表明,该文采用的三维时域面元法可有效用于顶浪不规则波中参数横摇的直接数值预报。     

时域有限差分法仿真二维电磁波传播

时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法是一种主要的电磁场时域计算方法,已经广泛应用到各种电磁问题的分析之中。本文基于Matlab软件,采用时域有限差分法对二维TM波在空间的传播进行仿真。介绍时域有限差分法的基本原理,推导二维TM模Yee算法的FDTD表达式,阐述吸收边界条...     

旁靠补给系泊系统研究

本文建立一种旁靠补给系泊系统,目标船舶和补给船通过缆绳连接,两船之间设置有浮箱防止碰撞,浮箱两面均设置有护舷起缓冲作用。本文重点研究旁靠系泊系统的动力特性,并在频域和时域进行研究,频域研究中得到船舶的幅值响应算子RAO;时域研究得到两船相对位移响应和缆绳的张力最大值,通过设置不同的系泊系统组成参数等,研究各个参数对系泊系统运动稳定性的影响。本文可为未来的旁靠补给方式研究提供一定的参考,有较高的工程实用价值。     

基于模糊神经网络的水下机器人实时状态监测模型

本文提出了基于人工智能的自主式水下机器人推进器及舵状态监测模块结构,基于模糊神经网络技术,以模糊自适应学习控制网络为核心构筑了状态监测模型,提出了基于最大权值矩阵的规则提取及基于浮点数编码的遗传算法参数调整方法,分析了推进器及舵的状态监测过程,并基于监测模型探讨了推进器及舵工作状态的评价方法.通过计算机仿真试验,验证了本文所提方法的有效性和监测模型的可行性.     

半潜式钻井支持平台在不规则波中的时域耦合分析

基于三维势流理论和莫里森方程,运用水动力软件AQWA,计算半潜式钻井支持平台的水动力特性。同时运用时域耦合方法,计算了风、浪、流共同作用下,半潜式钻井支持平台在三种工况(迎浪、斜浪和横浪)下的运动响应及系泊系统动力响应。时域耦合分析结果验证了该钻井支持平台满足规范要求。     

舰艇装备油液取样技术研究

文章结合舰艇工作环境的特殊性和舰艇装备开展油液监测工作的特点,研究了舰艇装备油液取样的基本原则,现行的取样方法以及取样位置和取样时机的确定,介绍了当前取样工作中存在的主要问题,并提出相应的解决方法,阐述了取样问题的研究方向。     

基于时延差的声纳浮标阵定位仿真

被动方式的声纳浮标是应用于航空反潜中的一种重要设备,因为其隐蔽性好,效率高的特点备受关注。但是通常被动声纳浮标只能探测到目标方向,无法获知距离信息。论文提出了一种基于时延差得被动定位阵定位模型,介绍了定位算法,分析了定位误差,并通过插值法提高时延估计精度,进而提高定位精度,给出了仿真结果且进行了分析。     

时域中的潜体兴波研究

从格林定理出发,在边界面上布置Rankine源和偶极子,在时域中用时间步进法计算模拟了潜体近自由面运动的兴波现象,构建了一种处理兴波问题的计算模型.文中详细介绍了这种方法的理论推导和计算过程,并通过试算确定了适当的模型参数.通过对多个参数的变化调整,讨论了它们对潜体兴波阻力和波形变化的影响.大量的数值试验和与试验数据的比较,证实了该法作为三维数值波浪水池的一个支撑模型是可行、可靠的.     

伽利略系统GSTB-V1的时间尺度算法与实现

欧洲伽利略导航卫星系统已经进入基础设施建设阶段,实现一个独立、精准和稳定的伽利略系统时间尺度成为了关键.基于原子钟模型,首先介绍了ALGOS和Kalman时间尺度算法,利用伽利略实验平台V1的实测数据,计算出了基于上述两种算法的伽利略系统时间尺度.实验结果表明,两种时间尺度的短期和长期频率稳定度均优于钟组中任一原子钟.     

深水勘察船提取设备波浪补偿系统研究

为减小深水勘察船在勘察作业时受风浪的摇摆和升沉运动对基盘提取设备的影响,根据对3000m深水勘察船工况和结构参数要求的分析、计算,研制了深水勘察船基盘提取设备波浪补偿系统。应用Simulink动态系统的建模仿真功能对该补偿系统进行建模与仿真分析,得出波浪补偿系统位移响应仿真曲线,由仿真曲线可知系统运动范围明显减小,基本能实现基盘的补偿控制,从而降低了船舶的升沉运动对基盘的影响。     

A sensitivity analysis of a hull’s local characteristic parameters on ship resistance performance

Simulation-based design hull form optimization has become one of the most effective ways to develop energy-saving ships. However, the traditional method is time consuming and inefficient, so it is difficult to apply it to practical engineering. One of the reasons for this difficulty is that there are numerous parameters for expressing the hull form, making it difficult to find the optimal solution within a short amount of time. Therefore, this paper presents a sensitivity analysis method based on radial basis function and partial least squares regression neural network with uniform design for sampling, to study the sensitivity of local hull parameters of a class of container ships on wave-making resistance performance, and to reduce the number of dimensions in the design space. According to the results of sensitivity analysis, the parameters that are of negligible influence on the objective function can be removed from the optimization model. Comparison of results of the original model and the simplified model shows that the presented sensitivity analysis method can effectively reduce the dimension of the design space so that the time consumed to achieve the optimum is decreased.     

考虑部件已工作时间的备件计算模型

借助冷储备系统可靠性模型，导出了考虑部件已工作时间的备件计算模型，并提供了部件寿命服从正态分布时的备件数量计算模型。该模型能较为准确地计算储备多个备件时系统可达到的可靠性。本文的研究成果对科学确定备件储备量具有重要的指导意义。     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法。使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二阶偏导数筛选边缘点。该非接触测量方法精度较高、适用性较好,可满足船舶制造的曲板检测要求。