舰船风浪中航行及操纵系统

基于风浪中经验航法和理论航法相结合的观点；汲取耐波性等领域的研究成果，提出了一种实用的风浪航行操纵系统，集合3个子系统（海浪计算子系统，航向航速优选子系统，摇荡短期时历预子系统）的计算结果，合理组合，可满足风浪航行及转向时机，舰载直升机起降时同，海上补给及拖带航向航速选择等决策的需求。     

大风浪中多因素优化航向航速选择

本文在全面考虑风浪对舰船影响的基础上,提出了如何在非规则波中优选航向、航速的模式。其要点是给出每一影响因素的允许概率 P_a,再根据当前海况和设立的航向、航速计算出实际的值 P_a,两者相减加权后逐一代入耐波性评估公式,得出该航向、航速下的耐波性评估值 R_x。随之用多变量函数极值解法中的因素交替法,优选出 R_x 最小的航向航速。全部计算必须在计算机上进行。本文提出的这种新的思考方式,目的是推动以定量为持征的大风浪中航行问题及早解决。     

风浪中船载直升机起降时机预报新技术

实施海上搜救、垂直补给的船载直升机，可以藉助本文提出的频域预报和时域预报相结合的起降时机预报新技术，于较大风浪中在载机船上安全起降。     

一种舰船实际航速的计算方法

在舰船航线设计、舰船机动等领域,舰船在不同海况下沿不同航向航行的实际航速计算都是一个关键性问题。在近岸、近海区域,舰船实际航速的计算涉及到海流计算、舰船在风浪中的失速计算、浅水失速计算等多个方面。本文通过分析影响航速计算的主要因素,给出了适用于舰船实际航速计算的具体模式。     

舰船在波浪中优选航向航速的计算

舰船在波浪中航行时,波浪引起的横摇、纵摇、升沉、甲板淹湿、砰击等因素会影响舰船完成其任务甚至危及航行安全。因而在大风浪中航行时,为了进行正常作业或为了航行安全常常需要调整航向航速。为了及时选择最佳的航向航速,本文提出的方法是:根据在原航向上测得的纵摇与横摇的数据估计出当时的海浪谱参数,根据该浪谱参数预报改用其它航向航速后船的纵摇、横摇、升沉的幅值及甲板淹湿、砰击的概率,在此基础上选出航向航速的可行范围及最佳值。本文提出的所有计算均由计算机自动完成,从而使在波浪中调整航向航速的决策方法由传统的依靠驾驶员的经验估计变为用计算机自动进行定量分析。     

基于灰评估的船舶航向优选方法研究

依据船舶耐波性理论计算结果,运用灰色关联综合评估理论对大风浪中船舶耐波性进行了综合评估,然后根据评估结果确定船舶在波浪中以某一航速航行时的优选航向,并通过实例应用与分析表明,使用该方法能为船舶安全航行提供科学指导。     

风浪中船舶航行安全性研究

依据船舶耐波性理论计算结果,运用灰色关联综合评估理论对大风浪中船舶耐波性进行了综合评估,然后根据评估结果确定船舶在波浪中以某一航速航行时的优选航向,并通过实例应用与分析表明,使用该方法能为船舶安全航行提供科学指导。     

小生境进化算法及其在舰船耐波性优选中的应用

本文介绍了小生境进化算法(NEA)非线性优选模型.通过对广义欺骗性问题的仿真和在舰船耐波性航向航速优选中的成功应用,及与标准遗传算法和黄金分割法的比较,表明算法在复杂非线性优选中具有快速、高效、鲁棒性强的特点,并能在全局范围内有效地搜索所有最优解.应用表明,海上补给航向航速优选对于航向比较敏感,而对航速则有一个较宽的选择范围.     

舰船运动姿态仿真与多层AR预报研究

舰船运动姿态预报可更好地保障舰船各项作业的顺利进行,提高航行安全性。该文从频域角度仿真随机风浪,据此仿真舰船运动。考虑到舰船运动姿态时域上的非线性、非平稳特点,采用多层AR模型进行舰船运动姿态预报,并根据仿真案例进行预报检验。多层AR方法能有效提高极短期预报的精度。     

船舶耐波性研究及其在航海中的应用

首先介绍船舶耐波性以及运用此原理需要的预先设置;其次根据耐波性理论详细说明了船舶在不规则波中运动时影响船舶甲板进水、螺旋桨出水时船舶航速、航向的变化情况;最后通过实例说明船舶耐波性在航线优化、智能驾驶、极短时间内的船舶预报中具有重要作用。     

大型豪华邮轮在迎浪中非线性运动预报方法研究

目前工程上通常采用的线性理论耐波性预报方法尚不能够准确地预报船舶非线性运动,而全非线性理论预报又因为耗时长不能广泛应用于实际工程中。现将基于切片理论的频域线性预报方法加以扩展,考虑湿表面变化的非线性因素,在时域中求解船舶非线性运动。通过对某艘大型豪华邮轮的非线性运动耐波特性研究,对其理论计算结果与试验结果比较,表明该预报方法能够较好地评估该船的非线性运动耐波特性。给出的计算方法简便、实用,适用于船舶纵向非线性运动预报,对船舶设计阶段的耐波性能评估具有一定的工程实用价值。     

扁平船舶波浪载荷预报研究

针对宽深比比较大的扁平船,研究了船舶波浪载荷长短期预报的直接计算方法。基于三维频域线性水动力理论,通过分析得出波浪载荷的响应幅算子,采用谱分析法对波浪载荷进行长短期期预报。以某试验船为例进行了计算并将结果与规范值进行了比较。得到的结论对扁平船船体强度的评估研究提供了重要参考,也为其他相关方面的研究提供了一定的借鉴价值。     

水面舰船迎浪航行时大幅运动预报的切片算法

将预报船舶运动和波浪载荷的切片理论加以扩展，应用于有限深水中船舶迎浪航行时大幅纵向运动和波浪载荷的时域求解。预报结果体现出考虑了湿表面及化后引起的船舶运动和受力的非线性性质。本计算方法简便、实用，适用于船舶纵向大幅运动预报。     

神经网络在船舶操纵中的应用研究

该文对人工神经网络用于船舶操纵动态特性的在线学习进行了研究,并提出了基于神经网络预报的操舵控制算法。仿真试验的结果表明了该控制算法的有效性。     

模拟器中船舶搁浅危险性评价方法的研究

在航海模拟器中，如何对模拟训练的过程实时、连续地进行航行安全评价一直是急待解决的重要课题。通过建立狭水道航行船舶搁浅危险性定量分析的数学方法，提出了基于大型船舶操纵模拟系统的狭水道航行船舶搁浅危险性评价模型。该模型能实时、连续地评价航行于狭水道等受限水域船的搁浅危险性，是一种对航海模拟训练评价的较客观、科学的方法。     

基于三维势流理论的耐波性数值预报

准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件 WASIM基于时域势流理论,采用 Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模 DTMB5512为对象,采用 WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明：利用 WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用 WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。     

舰船艉轴架模态分析

采用有限元数值计算方法,以某舰为代表,建立舰船艉轴架模态分析的数学模型,计算并分析军规中所要求的艉轴架的一阶频率。在此过程中,利用模态质量对艉轴系统的频率进行筛选,从而得到P字架的横向和A字架的横、纵、垂向的一阶频率,并与军规中的要求相比较,校核艉轴架的模态特性。