基于CATIA二次开发的水下平台静水力计算

水下平台静力计算包含初稳性计算、潜浮稳性计算、大倾角稳性计算、重量重心统计等，传统潜艇、潜器等水下平台的静力计算具有计算过程繁琐、耗时长、效率低、数据不易更新等问题，导致设计人员大量重复性劳动。本文通过对CATIA软件进行二次开发，在水下平台三维建模基础上，编制静水力和重量重心计算程序，可直接计算、获取静水力要素并实现重量重心的自动统计，达到计算的自动化、程序化和数据的及时更新，提升设计手段，对潜艇、潜器等水下平台设计中控制浮态、稳态具有重要作用，工程应用价值较高。     

燃料电池动力供氧系统仿真操控软件设计与实现

以燃料电池为动力的水下作业平台供氧系统的实际训练存在一定的局限性和危险性,并且培训难度大,训练成本高.本文以某型使用燃料电池为动力的水下作业平台为对象,结合供氧系统的模拟训练需求,以Visual Studio 2015软件作为集成开发工具,采用C#语言,以GDI+为辅助工具编写仿真仪表和阀件,实现了水下作业平台燃料电池动力供氧系统的软件操作界面设计和功能仿真,并对设计的仿真系统进行了系统操作和功能测试,结果表明,该仿真操控软件能基本实现系统操作功能,反应供氧系统的工作情况和实际动态过程,具有良好的人机交互界面和实用性,此外,其对提高操作人员水下作业平台燃料电池动力供氧系统的操作水平有一定的积极作用.     

船舶型材自动套料软件开发

针对船舶设计建造中手工套料不但操作繁琐,而且容易出错的问题,基于提高套料的准确性和效率的考虑,在.NET平台上设计开发用于船舶型材批量套料的应用软件。实践证明,使用该软件能够提高材料利用率,节约操作时间并降低库存管理难度。     

FLAC在高桩码头抗震计算中的应用方法

为改进传统高桩码头抗震计算方法耗时长、效率低的问题,将FLAC软件引入抗震模拟分析。FLAC软件采用的有限差分计算方法可以有效提高设计效率。详细介绍采用FLAC软件计算原理、模型选择及抗震计算步骤等应用过程,并总结出FLAC软件的应用特点。     

基于iSIGHT的UUV优化设计平台

水下航行体(UUV)外形设计的优劣对UUV的最终性能有着举足轻重的影响。传统的设计方法是通过反复的选型-计算-修改来实现的,这种方法不但效率低下,而且由于选型范围有限,常导致得不到最优解。为解决这一问题,本文研究了UUV的参数化设计方法,并通过自编程序实现了在SolidWorks中的参数化建模。利用iSIGHT优化设计平台强大的过程集成能力和各种寻求最优参数的技术,实现了iSIGHT集成并驱动SolidWorks,Gridgen,CFX等软件并寻求最优参数的设计流程。并针对某UUV,以最小阻力为目标,利用NLPQL优化算法进行了优化设计。结果表明,本设计平台达到了实现UUV参数化设计并优化的目的,提高了设计效率。     

CCV水下运载器系统结构及其模糊自校正解耦控制

本文给出了一种基于随控布局技术ＣＣＶ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｉｇｒｅｄ Ｖｅｃｈｉｃｌｅ）的新型水下运载系统体系结构。ＣＣＶ技术以主动控制为目的，以机动性为优先的一种设计方法，从而可使水下运载器具有非常规的机动性。为对水下运载器这关行六自由度控制，并考虑到运载器本身动力学方程的非线性和参数不确定性的影响，本文还给出了基于模糊理论的模糊自校正解耦控制器设计。它与一般常规的ＰＩＤ控制器相比有着明显的     

基于行为树的水下运载器减压行为决策研究

为减小乘员手动控制水下运载器上浮减压的安全风险,以水下运载器自动上浮停留减压问题为研究对象,分析水下运载器在水中的一系列减压过程,提出水下运载器自动上浮停留减压需求,基于行为树技术对水下运载器在减压过程中的行为决策进行设计与建模。针对该行为决策模型进行仿真实验,通过仿真实验验证所设计行为树符合预期,为提升水下运载器智能化奠定基础。     

利用计算流体力学工具设计高速水下运载器

随着比过去计算速度快得多的并行处理能力应用于流体计算数值方法的进步，计算流体力学(CFD)正被广泛地应用于流体力学、水声学和内部流动问题。近来，海军科学技术实验室正利用计算流体力学从事高速水下运载器的研究工作。主要叙述了海军科学技术实验室利用计算流体力学工具并结合模型试验设计研究水下运载器的各方面技术，这些技术的优点非常显著。流体力学的不同方面，如高速水下运载器的减阻、边界层分析和尾迹分布状态已在利用计算流体力学进行研究，其结果将与在海军科学技术实验室高速拖曳水池做的模型试验验证结果一起提出。这种分析方法将简要论述在船型、推进器和操纵面等方面的应用。     

基于LabVIEW的“海院1号”波浪发电平台浮筒取能效率数据采集系统设计

浮筒取能效率测试是波浪发电平台研究的重要组成部分。传统的测试系统不但测量精度低,而且自动化程度低、操作复杂。为此,该文基于“海院1号”波浪发电平台,采用虚拟仪器LabVIEW软件开发了浮筒取能效率数据采集系统。文中介绍了“海院1号”波浪发电平台及其浮筒,进行了测试系统的设计,实现了浮筒取能效率测试的数据采集、数据管理、曲线拟合及绘制、生成报表、信号分析以及数据处理等工程。对实际运行效果进行分析,结果表明该系统具有精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、人机界面友好以及操作简单等特点,具有重要的工程实践意义。     

基于LabVIEW的“海院1号”波浪发电平台浮筒取能效率数据采集系统设计

浮筒取能效率测试是波浪发电平台研究的重要组成部分。传统的测试系统不但测量精度低,而且自动化程度低、操作复杂。为此,该文基于“海院1号”波浪发电平台,采用虚拟仪器LabVIEW软件开发了浮筒取能效率数据采集系统。文中介绍了“海院1号”波浪发电平台及其浮筒,进行了测试系统的设计,实现了浮筒取能效率测试的数据采集、数据管理、曲线拟合及绘制、生成报表、信号分析以及数据处理等工程。对实际运行效果进行分析,结果表明该系统具有精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、人机界面友好以及操作简单等特点,具有重要的工程实践意义。     

基于PROE的ROV总体平衡设计

ROV是重要的水下作业平台,PROE是机械行业中应用十分广泛的三维设计软件。本文以某水下ROV为例,应用PROE进行水下机器人三维设计,利用PROE得到ROV总体平衡计算所需的数据,完成ROV的总体布置,建立ROV的三维模型。研究结果表明,将PROE软件引入到水下机器人的设计中,不仅可以建立直观的三维模型,还可以提供较为准确的数据资料,提高设计效率。     

基于LabVIEW的“海院1号”波浪发电平台浮筒取能效率数据采集系统设计（英文）

浮筒取能效率测试是波浪发电平台研究的重要组成部分。传统的测试系统不但测量精度低,而且自动化程度低、操作复杂。为此,该文基于"海院1号"波浪发电平台,采用虚拟仪器Lab VIEW软件开发了浮筒取能效率数据采集系统。文中介绍了"海院1号"波浪发电平台及其浮筒,进行了测试系统的设计,实现了浮筒取能效率测试的数据采集、数据管理、曲线拟合及绘制、生成报表、信号分析以及数据处理等工程。对实际运行效果进行分析,结果表明该系统具有精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、人机界面友好以及操作简单等特点,具有重要的工程实践意义。     

船舶推进系统数据库及软件开发

目前,国内的船舶推进系统主要依靠设计人员通过理论计算和必要的经验来完成主要设备参数的确定及选型等,存在设计效率低、难以得到最优方案等问题。针对上述现状,本文在建立船舶低速机推进系统资料数据库的基础上,开发了船舶推进系统计算机辅助设计平台,并对系统平台的关键技术——数据库结构的设计、螺旋桨设计功能的实现及主机和轴系设备选型功能的实现进行了详细的论述。最后,通过26 000吨级成品油船推进系统的设计实例验证了本平台的可行性与方便性,研究成果对推进我国船舶推进系统计算机辅助设计软件的开发具有重要的指导作用。     

复杂系统的人－机双重因素

先进设计方法的应用，导致典型船舶操作人员所用信息量的明显增多，信息量的增多，不仅提高了操作人员拥有信息的水平，而且还增加了对操作人员的要求，这些以信息解释，说明，翻译和其他形态增加的要求，使当前人机界面中的肋强水平提高。胁强水平提高又导致对安全担心的增加和部分操作人员生产效率的下降。针对这些系统上的问题提出一种新的人机设计模型是很有必要的。系统设计模型包括动态地确定人机配合执行任务的方法描述。这种动态的配合将以系统中的任务负荷为基础，例如：随任务负荷增加，机器将完成更多的任务，而当负荷减少时，人将负责更多的工作。这项工作旨在在这两种情况下使操作人员和系统部能获益。     

蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统设计

为了解决目前载人深潜器机械手操作人员的实物培训中存在的培训成本高且安全风险大等问题,基于虚拟现实技术设计一种用于操作人员虚拟训练的蛟龙号水下作业仿真系统。采用3ds Max构建蛟龙号的三维模型,利用Unity3D引擎进行蛟龙号机械手的操纵交互,通过三维几何变换模拟机械手的相关功能,实现了蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统。该仿真系统可运行于多个主流平台上,基本满足教学培训的需求。     

波浪对运载器出水姿态角的影响

运载器是导弹水下发射系统的重要组成部分,运载器在水中运行弹道和出水姿态直接关系到导弹发射的成败,因此水弹道设计和仿真是导弹水下发射的关键技术之一。本文对某运载器在水中运动弹道进行了数学仿真计算,并利用波浪理论对运载器近水面航行时的弹道进行修正,讨论了波浪力(矩)对运载器出水姿态角的影响。     

水下大型结构声场全息重建的波叠加方法研究

文章针对波叠加法相对于边界元法的巨大优越性,将其应用到分析水下大型结构的声场全息重建问题中。根据波叠加方法的近场声全息技术,结合边界元软件SYSNOISE,重建了一80m长的长椭球壳模型在力激励作用下的空间声场。通过理论推导和数值仿真,分析了各因素对重建精度的影响。将波叠加法的计算结果与数值软件计算的结果进行对比,证明了应用波叠加法对其声场进行全息重建的方法是可行有效的,而且计算时间短、效率高、计算精度也完全满足工程需要。进一步拓宽了波叠加法在计算水下结构振动声辐射和声全息问题的应用范围。     

基于结构参数抽象模型的内河船舶结构强度校核软件设计北大核心CSCD

[目的]旨在设计一种内嵌规范的内河船舶结构自动校核软件,以解决采用手工规范计算方法进行结构设计带来的校核效率低、模型复用难等问题。[方法]软件基于模型-视图-控制器(MVC)框架,以船体模型为中心,开发结构数据库、可视化剖面、规范计算等核心功能模块。设计结构分层模型进行参数管理和共享,模型抽象化以表达特殊结构并与规范解耦,同时结合派生技术,便于软件更新和模型复用。[结果]算例分析表明,基于结构参数抽象的校核软件可保证规范计算的完整性和精度,实现对各类内河船型及规范的完全兼容与组合校验。与手工计算的结果相比,误差不超过0.06%。[结论]该软件可突破不同船型和规范的限制,实现内河船舶结构校核流程化和智能化,降低设计人员对繁杂规范的依赖,同时提高设计、审图质量和操作效率。与同领域软件相比,所提软件兼具计算准确和快速建模的优点。     

大深度浮力驱动式水下运载器的浮潜运动研究

基于模型试验,对大深度浮力驱动式水下运载器的上浮运动进行研究与分析,基于数值仿真,提出大深度浮力驱动式水下运载器浮潜运动的快速预报方法,并将预报结果与模型试验结果进行对比,证明快速预报方法的准确性。使用快速预报方法,针对水下运载器比重变化、流体密度变化、水下运载器初速度以及水流扰动4种因素对浮潜运动的影响进行研究.此外,对水下运载器作六自由度运动时所受的水动力进行计算,为后续的六自由度运动预报和研究提供基础。     

矿石码头混配恒流量控制优化

为了解决码头矿石混配取料流量波动大、精度低的问题,利用数学建模和Matlab软件对矿石混配系统进行模拟仿真和优化。采用改进后的PID控制技术,避免传统人工操作响应时间长、超调量大的缺点。矿石混配精度和混配效率得到明显提高。