三体船快速性的自航自控船模试验研究

研发了一套自控自航船模数据采集与分析系统,此系统以PAC为核心部件,通过开发的基于VB.NET语言的控制程序,可以实现动力系统和操纵系统的手动与自动执行,并对相关传感器的数据进行同步采集.试验数据用系统辨识的方法进行分析处理.应用此系统对一型三体船进行了快速性试验,并对处理结果进行了简单的比对,表明用此自航自控船模数据采集与分析系统工作可靠,得到的结果准确实用,而且具有良好的发展前景.     

基于遗传算法的三体船快速性仿真分析

以三体船船模为研究对象,通过理论研究、船模试验、数值模拟三者相结合的方式,对其快速性进行研究。在快速性试验的基础上,笔者基于ISIGHT-FD软件平台,建立数学模型,从船舶阻力和船舶推进相结合的角度出发,选用遗传算法建立辨识系统,分析该三体船船模的片体布局对其快速性的影响以及船、机、桨的配合情况。最终,通过绘制的剩余阻力曲线和敞水效率曲线,验证辨识结果并加以预报。     

三体船操纵与横摇耦合运动试验与分析

通过对三体船模的回转试验,测得不同转速和舵角下的回转直径,并得到回转过程中一系列横摇角变化曲线.在此基础上,建立船舶操纵和横摇运动模式系统辨识的数学模型,从系统辨识原理出发,确定目标函数.编写了一套基于Visual Basic 6.0的遗传算法系统辨识程序,该程序可通过限定约束条件对水面三体船模操纵和横摇的试验数据进行辨识.最后对结果进行分析,验证该方法的可行性.     

基于系统辨识的复合三体船回转模式运动分析

通过对复合三体船模回转模式运动试验,获得了回转运动数据,并将损失函数的优化过程作为辨识准则,对数据进行分析处理。针对复合三体船回转运动特性建立了回转运动的数学模型,确立了辨识的目标函数;运用遗传算法编制的VB程序对数学模型中的变量进行辨识,并预报了角速度值。对辨识结果和实验值进行了误差分析,得到了理想的预报结果,验证了该套数学模型及辨识程序的可行性。辨识结果亦可用于与船模大小相同的三体无人艇。     

基于船模试验数据库的快速性预报研究

充分利用已发展成熟的计算机技术，依托上海船研所的船模试验数据库，进行基于船模试验数据库的快速性预报研究．并据此开发一套快速、高效、实用的新船快速性预报系统，给传统的母型船预报法注入新的活力。最后，给出算例并对其结果进行分析对比。本系统关键是数据库的准确和丰富，预报的水平则取决于所选的母型船。     

应用支持向量机的船舶操纵运动响应模型辨识

建模是评估船舶操纵性和可控性的重要前提.基于自由自航船模试验的系统辨识方法是求取船舶操纵运动数学模型中的水动力系数的有效手段之一.文中提出了一种使用支持向量回归估计的船舶操纵运动响应模型辨识方法,该方法通过训练自由自航试验数据样本得到参数回归模型.辨识和仿真结果验证了文中所提出的方法的有效性.     

无人滑行艇横摇运动模式实验分析

以1艘无人滑行艇为模型,在船模不同吃水和倾斜角度的情况下进行横摇衰减试验,得到一系列横摇角速度变化曲线。分别建立线性、非线性横摇衰减运动模式系统辨识的数学模型,以系统辨识原理为基础,确立目标函数。改编基于Visual Basic 6.0的遗传算法系统辨识程序,通过2种系统对无人滑行艇横摇的试验数据分别进行辨识,验证所改编程序的可行性。选取典型的小角度和大角度的辨识结果,对2种数学模型下的辨识结果进行比较。得出对于无人滑行艇,非线性数学模型的辨识结果较好的结论。     

船模阻力虚拟试验教学系统开发研究

依据大连理工大学船模试验水池多年试验数据,采用数值分析方法,结合船模阻力试验影视资料开发船模阻力虚拟试验教学系统,较为形象地模拟船模阻力试验,对船模阻力试验进行虚拟教学.该系统运用Visual Basic程序设计语言,采用了面向对象设计方法,结合可视化设计技术,使得系统具有良好的可维护性、扩展性和开放性.     

2.5万载重吨多用途干货船船型优化及节能装置

介绍2.5万DWT肥大型多用途干散货船船型优化及节能装置的船模试验研究.其船体线型优化设计和球艏的优选,在上海船舶运输科学研究所拖曳水池进行.文中给出了船模阻力、自航和尾部伴流场测试的试验结果,分析了船型变化对快速性的影响,同时介绍了尾部加装节能装置前置导管及舵球的节能效果.该船型优秀,快速性指标先进,是经济高效船舶.实船正在建造中.     

非线性横摇阻尼模型的辨识

本文以Taylor级数展开法表示非线性横摇阻尼模型的一般表达式,依据船模强制横摇的实验结果,提出了一套较完整的非线性阻尼模型辨识技术。它不仅能对各种阻尼模型进行准确的参数辨识,而且能对各种阻尼模型的效果进行实验检验,从而获得合理的阻尼模型形式及准确的参数。本文还应用可控力矩式横摇激振装置进行了船模强制横摇试验,试验结果稳定可靠,对非线性阻尼模型的辨识效果良好,辨识结果可信。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

船舶有效功率预报方法

船舶有效功率的准确预报对船舶的快速性和经济性有很大影响。本文采用Star-CCM+软件对某LPG运输船模型进行阻力计算,通过二因次法将其转化为实船阻力,然后预报实船的有效功率并与模型实验结果进行对比,验证数值计算结果的准确性。数值计算与模型实验2种方法所得结果的最大误差小于5%,证明基于Star-CCM+软件预报船舶有效功率的方法可行。     

田湾核电站海域潮流场数值模拟

采用MIKE 21水动力模拟软件建立了田湾核电站海域平面二维潮流数学模型,利用该模型对该海域的潮流场进行了数值模拟。根据数值模拟结果,对田湾核电站海域的潮流场特征进行了分析。建立的模型可以用来模拟研究各种工程方案实施前后的潮流场,也可以为局部模型提供边界条件。     

基于笼型异步电机的螺旋桨负载模拟研究

将笼型异步电机作为螺旋桨负载的模拟电机,通过建立旋转坐标系下的笼型异步电动机数学模型实现了电流在磁场方向和转矩方向的解耦,采用转矩矢量控制策略实现了机械负载模拟电机的转矩闭环控制。在MATLAB/Simulink仿真环境下构建了基于转矩矢量控制的机械负载模拟控制系统的仿真模型,并结合综合考虑船桨相互影响的螺旋桨负载模型进行了某船舶的螺旋桨起动和反转过程仿真研究。正确的模拟了船舶螺旋桨负载的反转特性,并确定所设计系统可以实现了机械负载转矩的四象限模拟,能够应用于螺旋桨等具有可逆性质的机械负载模拟的场合。     

多相永磁同步电动机数学模型的分析与研究

电机的数学模型是研究电机运行性能的基础，但是目前多相永磁电机的数学模型不能完全准确地反映磁路饱和及水磁体工作点的变化。将交流电机的多回路理论与电磁场的有限元方法结合起来建立了多相永磁同步电动机的多回路－有限元数学模型。对九相永磁同步电机的仿真和实验结果表明，该模型克服了原有数学模型的缺陷，适用于多相永磁同步电机运行性能研究。     

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

本文采用集总参数法建立10000DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,从而提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究；同时通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证了该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

基于EFSHD船体三维建模中板架制作技术的研究

船体三维设计软件的使用,使设计人员可利用计算机实现模拟造船,直接发现设计中存在的错误和问题,以便提高设计精度,减少差错。该文以沪东中华造船有限公司开发的EFSHD软件为平台,以8000t江海直达货轮为例进行船体三维建模设计。介绍了船体某分段的平面板架和曲面板架的建模方法,重点分析了船体曲面板架创建功能的多样性、快速性,提出了船体板架三维建模中应注意的几个问题;建模中掌握的一些操作技巧及注意事项可使整个建模过程流畅自如,并可供造船厂在生产中参考应用。     

变频液压舵机系统的仿真分析

通过分析变频液压舵机系统的工作原理,建立其数学模型,并在Matlab Simulink软件平台上建立仿真模型.通过与实测值比较,修正所建的模型,直至仿真计算精度达到较高水平.说明变频液压舵机系统仿真时,不可忽视变频电机的动态响应特性,以及机械结构中存在的间隙、液压系统中存在泄漏等因素.仿真计算结果说明,当增大控制器比例系数、减小转舵油缸面积和转舵油缸中心线与舵杆中心之间的距离时,可以提高系统的响应速度.     

增压锅炉与涡轮增压机组匹配特性仿真分析

考虑涡轮增压机组与增压锅炉的配合工作关系,基于热能动力系统通用仿真平台SimuWorks,解决了烟气涡轮和压气机的流体网络解算问题,开发了增压机组与增压锅炉两者联合工作的仿真模型,通过实验数据验证了仿真模型的正确性,在此基础上研究分析了环境温度和锅炉负荷变化等对增压锅炉与涡轮增压机组的稳动态匹配特性的影响.计算结果表明,机组加速动态过程辅助汽轮机需补充的功率远大于稳态工况的功率平衡计算值.本文的仿真结果可为涡轮增压机组与增压锅炉的匹配设计提供参考.