舰船上层建筑的隔振及抗冲击特性分析

舰船上层建筑由于有众多的仪器设备,因而其隔振与抗冲击性能受到重视.采用基于有限元的数值模拟方法,对某舰船上层建筑进行了隔振与抗冲击设计以及动力学特性分析.为了揭示舰船上层建筑的振动与冲击响应规律,模拟分析了上层建筑的隔振形式以及隔振参数对来自机舱振动传递的影响,探讨了水下非接触爆炸载荷,包括爆炸冲击波以及爆炸产生的二次脉动对舰船上层建筑的影响,为舰船的隔振与抗冲击设计提供了参考.     

复合材料在国外海军舰船上层建筑上的应用与发展

近年来,复合材料在海军舰船上层建筑上的应用引发了各国的关注和激烈的竞争。本文对复合材料在各国海军舰船上层建筑上的应用、发展和特点进行深入研究总结,并以美国DDG 1000驱逐舰为例,详细介绍舰船上层建筑中复合材料的应用情况,最后对舰船上层建筑用复合材料的发展进行展望。     

舰船上层建筑结构动力响应的数学模型研究

传统的舰船上层建筑结构动力响应数学模型存在响应性能低的缺点,为此提出舰船上层建筑结构动力响应的数学模型研究。对舰船上层建筑结构的刚度、质量分布与阻尼进行计算,为动力响应数学模型的构建做准备,以上述准备条件为基础对舰船上层建筑结构动力放大系数进行求解,以得到的动力放大系数为依据采用数学公式对舰船上层建筑结构动力响应值进行计算,并对动力响应进行分析,实现了舰船上层建筑结构动力响应数学模型的构建。通过实验得到,构建的舰船上层建筑结构动力响应数学模型响应时间比传统模型快了271 ms,动力放大系数比传统模型增加了0.41,充分说明构建的舰船上层建筑结构动力响应数学模型具备更好的响应性能。     

舰船上层建筑振动特性的数学模型设计

针对当前数学模型无法描述舰船上层建筑振动特性的变化规律,为了提高舰船上层建筑振动特性预测精度,设计一种蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测数学模型。首先对当前各种舰船上层建筑振动特性预测数学模型的优缺点进行阐述,然后采用神经网络对舰船上层建筑振动特性变化规律进行拟合,并采用蚁群优化算法确定神经网络相关参数,最后进行舰船上层建筑振动特性预测数学模型的性能测试。结果表明,蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测精度高,不仅预测误差远低于当前其他舰船上层建筑振动特性预测数学模型,而且预测效率也得到了改善,为解决舰船上层建筑振动特性预测问题提供了一种新的研究方法。     

国外海军集成桅杆技术发展浅析

现代舰船电子信息设备的大量使用,需要增设各种天线,给舰船上层建筑设计带来诸多困难。为解决天线布置、电磁兼容和雷达散射截面积(RCS)增加等问题,集成桅杆是现代舰船设计的重要标志。文中介绍分析了美国、英国、德国、荷兰和意大利海军舰船采用集成桅杆的先进技术,提出采用系统集成方法将舰船设计中的隐身性、电磁兼容性和上层建筑设计有机地统一起来,使舰船平台的各项性能更好。     

水面舰船初稳性高指标要求研究

水面舰船的稳性除了受尺度、外形、船宽、干舷和上层建筑等固有属性的影响外,在使用过程中,船上载荷的移动或增减同样会对其造成影响。其中,水面舰船横倾角度小于15°的稳性称为初稳性,表征水面舰船初稳性的指标是初稳性高,国内外船舶相关标准规范中对此均提出了明确的限值要求。文中阐述了设立水面舰船初稳性高指标要求的必要性,分析了确定初稳性高指标要求应考虑的因素,研究提出了初稳性高指标的取值范围要求,以期能为我国水面舰船研制交付提供指导和帮助。     

上层建筑形式及布局对舰船空气流场的影响

舰船上层建筑是诱发舰船舰面空气湍流的主要因素,对于具有全通飞行甲板的舰船,其岛式上层建筑的外形及布置则出现了多样化的趋势,对迎风方向后方的气流场形态势必会产生影响.为了解上层建筑外形及布局形式的变化对舰船空气流场,尤其是对舰载机起降影响的初步规律,通过定常同等试验工况条件下,建立多种形式的上层建筑以及变化研究模型上层建筑纵向的布置位置的数值三维模型,对5种模型分别进行数值模拟计算,分析和观察由此产生的气流场变化,对计算结果进行取值分析.通过各模型及原型舰模型间气流场特性的对比,所得出的有关结论与目前实际的舰船产品所采用的布置形式决策是一致的.     

舰船动力系统排烟对甲板上方空间温度场影响的数值分析

[目的]现代舰船动力系统排出的高温烟气对甲板上方高精度电子设备可靠工作和舰载机等作业单元的安全起降等具有重要影响,因此开展这些方面的研究工作非常重要。[方法]利用Fluent软件对某型舰船甲板上方空间温度场进行数值计算。选取舰船航行的典型风向,针对4种不同工况分析高温排气走向、舰船上层建筑壁面温度分布及关键停机坪上方温度场分布。[结果]结果显示,在30°风向下,位于舰船上层建筑背风侧的1,2号停机坪总会受到高温烟气的影响,使得安全起降受到威胁;同时,在低风速情况下,上层建筑表面受到高温烟气影响的区域面积更大,最大可达73 m~2。[结论]研究建议舰载直升机应尽量避免在30°风向下在1,2号停机坪处起降,电子仪器设备的布置应尽量避开受高温烟气影响较大的区域。     

水面舰艇上层建筑和桅杆射频综合集成的思考

介绍了水面舰艇射频电子设备的发展情况和国外水面舰艇射频集成、上层建筑(桅杆)射频综合集成情况。指出射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成是电子、电磁兼容、舰船设计、结构、材料等各学科交叉的系统工程研制项目,应由舰船设计部门与电子设备研制部门大力协同而有步骤地进行。射频集成工作由电子设备研制机构进行。舰船总体研制单位自始至终负责射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成工作,必须设计制造上层建筑(桅杆)射频综合集成大型模型,进行上层建筑(桅杆)射频综合集成的陆上试验,验证集成射频电子设备性能以及上层建筑(桅杆)射频综合集成后的隐身性和电磁兼容性能;试验成功后装舰。     

预防舰船结冰及处置方法

冬季,在北纬40以上海区航行的舰船经常会出现结冰现象。了解其成因,掌握相应处置措施,对确保舰船安全颇有稗益。舰船结冰对舰船安全的影响舰船结冰对舰船安全的影响极为严重。要是舰船的甲板和船舷,上层建筑和武装装备,桅杆和索具都结了冰,那么,就会使舰船负荷超重,排水量增大,船体下降,火     

美军综合集成上层建筑(InTop)演示验证项目探析

针对水面舰船上层建筑总体设计中的种种挑战,美国海军通过集成上层建筑(Integrated Topside,InTop)演示验证项目,实现了船载多功能射频孔设计、模块化开放式的射频构架设计和动态资源分配设计,有效提高舰船的电磁频谱作战能力,显著缩减总体资源消耗和全寿命使用花费。本文在梳理InTop项目的研究基础、基本情况、后续衍生项目的基础上,分析该项目解决的关键技术问题,给出了该项目对我国舰船上层建筑综合集成设计及综合射频研究工作的启发和思考。     

舰船集成上层建筑技术介绍

隐身化是未来水面舰船的突出特征。集成上层建筑技术是舰船隐身最为直接有效的手段。本文阐述了舰船集成上层建筑技术的基本概念,并介绍国外相关技术研究的进展及实船使用情况。     

浅析影响空调舱室相对湿度的若干因素

通过对某船试航过程中上层建筑空调舱室相对湿度偏高现象的分析,从空调系统制冷量配置、上层建筑新/回风管道设计、舱室总体布置等方面归纳总结影响空调舱室相对湿度的因素,提出从优化舱室布置入手,应用热湿独立处理系统、低温送风空调技术等方法,有效控制舱室相对湿度,提高舰船舱室的舒适度。     

舰船集成上层建筑技术简介

隐身化是未来水面舰船的突出特征，集成上层建筑技术是舰船隐身最为直接有效的手段。本文阐述了舰船集成上层建筑技术的基本概念，并介绍国外相关技术研究的进展及实船使用情况。     

球形炸药水下爆炸的舰船空化效应研究

运用通用软件MSC.Dytran建立舰船、炸药和水域的有限元模型,并利用该软件进行有限元分析,准确地模拟出了爆炸冲击波在水中的传播过程、空化效应以及整船结构的动态响应,为舰船的抗冲击性能分析提供了输入条件。通过数值模拟可知:炸药水下爆炸后产生的冲击波会以球面波的形式传播开来,速度接近水中声速;冲击波的瞬时压力与时间的关系呈指数分布,但在水面附近由于空化效应迅速衰减,与库尔理论吻合较好。水中爆炸产生的冲击波是影响舰船冲击响应的主要因素,尤其是冲击波的垂向作用影响更大;冲击载荷主要作用集中在舰底,其所承受的应力要比上层建筑大很多,全船的最大应力就集中在船肿的迎爆面位置。水下爆炸产生的冲击波最先作用到舰底,接着冲击振动通过舰船的垂向结构会向上层快速传递,一直传到甲板和上层建筑为止,与此同时垂向结构也会降低冲击振动的强度,所以舰船上层构件所受到的冲击响应会小于舰船底部或舰船舭部,并呈逐步减小的趋势。     

基于高频算法的舰船电磁环境研究

现代化舰船上装备有大量的电子系统和设备,研究舰船电磁环境对舰船电磁兼容性及其防御力的提高具有重要意义。首先用简单模型验证物理绕射理论(PTD)在计算目标的散射场时能够计算目标阴影区及边缘绕射场。进而采用物理光学法(PO)与PTD相结合的方法计算舰船周围电场强度,并结合美军标MIL-STD-461C,针对电磁辐射对舰船的危害进行初步预估,得出电磁辐射对舰船的危害区域以及对人员的危害区域,且舰船上层建筑所受电磁辐射危害较大。结合几何绕射理论(GTD),计算出从源点到达桅杆处观察点的射线路径,得到引起舰船上层建筑电磁辐射危害较大的原因是电磁波从源点辐射到舰船结构时,在舰船表面发生了多次反射及绕射。结合3种算法研究舰船电磁环境,对于研究舰船电磁兼容具有重要的参考价值。     

复合材料在舰船上的应用展望

介绍了复合材料的特性,并依据世界主要海军国家在舰船上的应用情况展望了复合材料在水面舰船的上层建筑、桅杆、舱壁、舵、推进器轴以及潜艇的表面、升降装置、推进器上的应用。最后对复合材料在我国舰船上的应用近期应解决和研究的几个主要问题提出了建议。     

舰船测风传感器安装位置数值仿真

舰船测风传感器安装位置的不同会对其测量精度产生一定程度的影响,因此确定测风传感器合理的安装位置具有重要意义.本文在对常见舰船测风传感器位置布设方案进行分析的基础上,基于CFD理论,选用标准 κ-ε湍流模型,通过Fluent软件,对不同工况下LHA-1两栖攻击舰周围的流场特点进行分析,确定测风传感器的安装位置.研究结果表明,舰船周围的流场受其船体结构影响很大,在船首右侧及岛式上层建筑物中心,测风传感器所受到的扰流干涉性较低,比较适宜安装测风传感器.此研究可为大型舰船测风方案的制定提供参考.     

舰船居住区振级的优化研究

1984年由国际标准化组织（ISO）正式通过的全面评估商船振动的准则ISO 6954，通常被用作评估舰船上层建筑振级的指南。它是设计舰船上层建筑所必要的，因此，上层建筑内发生的振动应该满足该准则的评估曲线。同时对振级进行了定义，其中包括发动机的振动力，并且通过将其应用到一个简单近似的舰船结构有限元模型上，来检验振级优化系统。这样便可以分析一个更逼真的系统。     

复合材料在舰船上的应用

复合材料由于具有质轻、优良的力学性能、无磁性、耐蚀性好及材料的可设计性等一系列优良特性,在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注。近年来,世界各国纷纷致力于复合材料的研究开发。本文综述了复合材料的性能特点、复合材料在舰船船体、上层建筑、桅杆、推进器等几方面上的应用,分析了我国船用复合材料的现状和发展前景。