基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统研究

针对全垫升气垫船气液介质复杂场景实时再现仿真需求,基于粒子系统原理和OSG渲染平台,考虑气垫船近场波浪高程模型、气垫船垫升系统压力及流量仿真模型以及气垫船气流场特点,提出了一种基于多模型的气垫船航行时气液介质特效仿真框架和实现方法。搭建了该技术的体系结构和实现流程,解决了不同开发环境下建立的异构模型仿真问题,并通过仿真模拟计算验证了该技术的可行性和正确性。仿真结果符合气垫船航行时的气液介质外形特征、作用范围以及气液介质产生的随机性和规律性特征,能快速逼真地实现气垫船航行时气液介质视景特效,对增强气垫船模拟训练效果具有重要的意义。     

全垫升气垫船登滩运动特性分析

全垫升气垫船在登滩爬坡过程中运动特性变化较大,需进行深入研究为驾驶员的操作提供理论支撑。文中通过全新的测试方法,获得某型气垫船实船的登滩过程中航速、轨迹、姿态、压力、加速度等运动参数,并进行分析、研究。结果表明气垫船在登滩爬坡过程中纵倾角和压心位置会产生较大波动。通过该测试方法,首次实时同步获得全垫升气垫船登滩过程的运动参数和运动规律,对于完善气垫船的登滩理论体系和改进驾驶员操作方法都具有现实意义。     

基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统

针对全垫升气垫船气液介质复杂场景实时再现仿真需求,基于粒子系统原理和OSG(Open Scene Graph)渲染平台,考虑气垫船近场波浪高程模型、气垫船垫升系统压力及流量仿真模型和气垫船气流场的特点,提出一种基于多模型的气垫船航行时气液介质特效仿真框架和实现方法。搭建该技术的体系结构和实现流程,解决不同开发环境下建立的异构模型的仿真问题,并通过仿真模拟计算验证该技术的可行性和正确性。仿真结果符合气垫船航行时的气液介质外形特征、作用范围及气液介质产生的随机性和规律性特征,能快速、逼真地实现气垫船航行时气液介质的视景特效,有助于增强气垫船模拟训练的效果。     

某气垫船动力系统仿真研究

气垫船动力系统仿真是研究气垫船动力系统性能的一种重要手段,可为气垫船动力控制系统的设计提供依据。文章通过建立某全垫升气垫船动力系统及船体数学模型,采用仿真方法,研究起动过程和变工况下该气垫船的动力系统性能变化情况。研究结果可为类似的气垫船动力系统设计提供参考。     

单体双气垫登陆艇概念设计研究

针对一型登陆艇完成了单体双气垫船的概念设计,对单体双气垫船的设计方法进行了探讨,提出单体双气垫船的设计应分为船体主尺度要素设计以及气垫尺寸和布局设计,设计结果显示单体双气垫船型方案具有较好的军事价值,在快速性、登退滩性能和生存能力方面效果较好。     

气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟

基于有限元法建立气垫船碰撞数值模型,选取适合于气垫船碰撞的主从面接触算法,模拟气垫船在进、出坞时与舱口栏杆及舱壁碰撞的整个过程。由于气垫船质量与母舰相比极小,因此忽略其对母舰运动的影响,将舱壁及舱口围壁简化为刚性结构。在此基础上,分析气垫船与刚性平面及刚性曲面碰撞过程中的变形损伤、重心位移、重心速度及碰撞力的大小。分析结果表明,气垫船的碰撞过程分为弹性和塑性2个阶段,在塑性阶段产生的损伤具有局部性,且气垫船与曲面碰撞时更易产生横向摆动。     

基于多领域建模的气垫船推进轴系优化设计

传统优化设计方法侧重于部件结构的局部优化,无法保证气垫船推进轴系的全局优化。本文针对气垫船推进轴系的结构特点,综合运用多体动力学建模、部件有限元建模和海洋环境激励建模,对建立在海浪-船体-轴系整体运动基础上的气垫船推进轴系优化设计方法进行研究。通过优化实例分析,得到了一些对气垫船推进轴系设计具有指导意义的结论。     

气垫船运动特性及其非线性因素研究进展

气垫船在波浪中的运动特性具有强非线性特点,一直是船舶运动特性研究的重点和难点。本文综述了与气垫船运动特性紧密相关的气垫动力学、围裙动力学和气垫兴波动力学研究方法及进展,分别介绍了气垫船运动特性线性与非线性研究方法,重点分析了引起气垫船非线性运动特性的风机特性、围裙几何大变形和材料特性以及气垫压缩性等非线性因素的研究进展,并对气垫船运动特性研究进行了展望。     

典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。     

40客位玻璃钢气垫船设计与建造

为适应华南地区的高速客运航线的需要,89年广州造船厂成功开发了一项新产品—40客位玻璃钢气垫船。该船由广州造船厂负责设计与建造,是华南地区第一艘侧壁式气垫船,该产品具有强度高、外型轻巧豪华、噪音低的特点;在玻璃钢建造工艺上,为提高其机械性能,本船选用了上乘材料及改进多     

中型侧壁式气垫船的发展

本文介绍了中国船舶及海洋工程设计研究院20多年来在开发中型侧壁式气垫船的过程,即从薄侧壁、小气垫长宽比、较大的压长比和较为复杂的动力传动系统的第一代气垫船,发展到薄侧壁、大气垫长宽比、小压长比的第二代气垫船,直至厚侧壁、大气垫长宽比、小压长比和较为简单的动力传动系统的第三代气垫船的历史过程。并说明了第三代的719Ⅱ艇(即“鸿翔”号)具有经济、实用、可靠、结实的特点,适宜于向大型海洋双体侧壁式气垫船过渡。     

基于温度动态特性的气垫船位置判定方法

针对船用高温气体温度测试快速响应的要求,研制了高温气体热电偶温度传感器,并对该高温热电偶温度传感器的响应特性进行了测试。利用测试得到了高温气体温度传感器响应特性,基于射流冲击理论和高温热电偶的温度梯度动态特性,提出了装载舱内气垫船位置判定算法。搭建了由气源、加热器、喷口和移动式装载舱组成的试验台架,进行了高温气体条件下的热电偶温度快速响应修正算法的验证以及喷口热气100℃~200℃时不同移动速度条件下装载舱内气垫船位置判定算法验证试验。结果表明,基于射流冲击理论和高温热电偶温度梯度的动态特性判断装载舱气垫船位置的算法具有一定可行性,对装载舱环境监控设计具有一定指导意义。     

内河视察尾鳍式气垫船“须和川”号

“须和川”号内河视察船是世界上第一艘尾鳍式气垫实用艇。根据需要，它可一船多用，该船设备齐全、技术先进、视野宽广、具有良好的操纵性、舒适性、回转性等特点，本文详细介绍了尾鳍式气垫船的垫升和推进原理、特别、主要性能、MMCS装置原理和功能、多用途下的总布置以及试航等情况，它为气垫船发展提供了新的途径。     

救援用气垫船

英国奥斯佩莱国际气垫船公司最近试制成功一种小型气垫船,专门设计用于海岸线救援活动。该小型救援用气垫船可以渡越泥沼、浅水和碎冰,可以冒着海潮和水下隐藏着的障碍物快速飞驶,几乎可以在任何海面上行驶,万无一失。其航速足以允许其在任何海滩上进行救援活动,可以在很短的时间内行驶到出事地点进行抢救活动。     

气垫船模围裙振动平台试验与理论研究

结合气垫船模围裙振动试验平台项目,用L abV IEW语言开发了该试验平台的测试系统,并测得某中型气垫船相应船模的升沉、纵摇与横摇的频率响应。利用传递矩阵的形式推导了耐波性计算公式,对该船模相应实船进行理论计算,验证了气垫内空气可压缩性对该类大中型气垫船升沉运动响应的重要性。同时分析了实船计算结果与振动平台试验值之间存在差别的原因。     

侧壁气垫船的发展及其应用

本文扼要地介绍了我国侧壁式气垫船在技术上的发展过程，以经过３０年的研究设计历史和１０年的客运实践证明我国侧壁式气垫船设计和建造技术已趋成熟和规范化，具有相当的水平。并结合我国１０年侧壁式气垫船营运经济性，指出只要选择合适的航线及经过合理的技术经济论证，侧壁式气垫船会取得良好的经济效益。     

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构重量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。本文在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用“分段船模”模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、重量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明所用分段船模试验方法预报气垫船运动与载荷的结果可信。基于此,对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。     

气垫船三维耐波性分析

文章将气垫船耐波性分析理论从二维发展为三维,在Matlab平台上编制相应计算程序,所得计算结果同原有二维分析结果对比,对气垫船固有特性描述更为明确,计算结果令人满意。在此基础上,对某艇三维耐波性响应进行了分析,计算结果显示在艇固有频率处,升沉、纵摇和横摇响应互相耦合,使艇处于危险工况。该结果可供工程设计和驾驶者参考,具有一定的实际应用价值。     

全垫升气垫船航行安全特性分析及思考

针对全垫升气垫船在航行中易产生侧漂、甩尾、低头埋首、甚至大幅横倾等危险进行航行特性分析,提出了建立航行稳定的边界与安全驾控的措施,并针对气垫船大型化发展,提出从围裙技术、驾控技术等方面开展深入研究,采取必要措施,提高气垫船的使用安全性。具有一定指导价值。     

气垫船舱室防噪声探讨

气垫船的声学特性是介于排水船和飞机之间。侧壁气垫船较接近于常规船,而全垫升气垫船更接近于飞机。气垫船结构轻,布置紧凑,舱室容积小,噪声源多而复杂,客舱距噪声源较近,声源的噪声级又较常规船高。近几年来,我们根据气垫船的这些特点,对气垫船的舱室作了一些防噪声措施的实践。