船舶电气智能设计数字化信息模型研究

针对船舶智能设计对各种电气信息的需求,首先分析了智能设计模式下船舶电气信息的构成.然后,探讨了船舶电气设计流程、设计任务等管理信息和产品、设备信息的集成方法及其表达形式.最后,构建了船舶电气智能设计数字化信息模型的数据库框架,介绍了其在船舶智能设计软件开发中的应用情况.     

船舶实海域耐波性预报系统研究开发

以Hydro-Star计算出的船舶运动响应为基础进行短期预报;利用"海洋风浪环境数据库"中的实海域长期统计资料结合短期预报结果完成长期预报.以一艘3 100箱集装箱船为算例,对船舶实际航行海域的耐波性进行了预报,并按系统内置的综合耐波性衡准对该船进行了耐波性等级评定.预报结果给出了船舶纵摇、横摇、垂荡等运动有义值;甲板上浪、艏部砰击和螺旋桨飞车的概率和极限有义波高以及在各航行海区中的平均失速情况.     

各种激励作用下液舱内液体晃荡的计算与分析

在建立描述流体运动的基本方程及其边界条件的基础上,基于VOF法得到液体晃荡运动的数值计算模型,讨论各种激励作用下刚性液舱内的液体晃荡,并计算分析作用于液舱的晃荡载荷.     

基于CFD的拖式吊舱推进器斜流状态下数值模拟

采用FLUENT软件计算了某拖式吊舱推进器在直航以及斜流状态下的水动力性能.采用滑移面网格方法以模拟桨叶、支架、以及舱体之间的非定常干扰.文中首先计算了直航时不同进速系数下的桨叶推力系数、扭矩系数,并与实验结果进行了对比.计算了在不同斜流角(15°、30°、45°)、不同载荷系数时桨叶本身的推力系数、扭矩系数、侧向力系数与直航时(0°)的比较.文中还讨论了支架、舱体在直航以及不同斜流角时的侧向力问题,并将其大小与桨叶本身产生的侧向力进行了比较,部分计算结果与已有的实验值进行了比较、分析.     

船舶电气智能设计系统开发研究

根据船舶电气设计的现状和特点,分析了船舶电气设计系统在智能化方面的功能需求,提出了基于数据库的软件结构框架,研究了船舶信息数字化、功能模块参数化、图标驱动、参数绘图等关键技术及其实现方法.该研究对船舶设计系统的开发有一定参考价值.     

Correction of wave surge forces to improve surf-riding/broaching vulnerability criterion check accuracy

Surf-riding/broaching is one of the five stability failure modes to be included into the International Maritime Organization (IMO) second generation intact stability criteria (which are risk-based stability criteria) that can ensure the safety of ships in actual seaways more effectively. This study focuses on the influence of wave surge force prediction accuracy on surf-riding/broaching vulnerability criterion check result. Firstly, it is demonstrated that the wave surge force prediction method adopted in the current vulnerability criterion check procedure is not accurate and may lead to wrong conclusions. The experimental data from captive model test and the numerical result based on 3D panel method both indicate that the diffraction effect must be considered to correctly predict the wave surge forces. Besides, sophisticated methods are not suitable for Level 2 vulnerability criterion check due to their complexity. Therefore, an empirical formula for wave surge force correction based on sample ship calculation results is proposed. The proposed empirical correction formula can effectively improve the vulnerability criterion check accuracy and thus contribute to the design and safety of the ships which are vulnerable to this stability failure mode.     

分布式电源系统启动稳定性研究

分布式电源系统在启动时,会面临级联电路带来的母线电压振荡及异常工作电压等稳定性问题,因此需要进行针对性设计和改进。本文针对两级Buck电路级联电源系统,基于功率守恒原理建立大信号系统模型,直观地分析了系统启动过程中各个模块软启动工作原理及出现关断重启现象的原因,并推导出级联电源系统启动稳定性的关键参数公式。接着对系统进行行为级建模仿真,在满足电路性能需求的基础上,验证了通过合理设置两级电源输出电容、负载电源启动点、系统软启动时间等以符合启动稳定性参数公式,可保证分布式电源系统的启动稳定性。     

混合动力汽车动力系统匹配研究

首先对混合动力汽车三种动力传输方式的结构与特点进行分析，然后对动力系统中关键部件发动机与电动机选择进行优选，最后通过ADAMS虚拟仿真软件对某混合动力汽车发动机与电动机进行动力学仿真分析。另外，在验证匹配设计的可行性、合理性的同时，提出了一套科学合理的方法。     

混合动力汽车悬架及其故障分析、优化设计

针对某混合动力汽车悬架研究的转向节变形、断裂问题，利用SolidWorks软件对前悬架进行三维模型建立，并通过进行静应力分析、模态分析，查找悬架系统关键零部件失效原因，最后通过分析结果进行优化设计以及仿真校核设计。研究结论可改善混合动力汽车悬架研究前悬架系统的可靠性。     

KCS艏艉型线优化及其对推进效率的影响

对KCS的船首和船尾型线优化开展研究。船体采用径向基函数描述，艏部型线以减小总阻力为目标，艉部型线则侧重于降低尾流不均匀度，以期提高推进效率。在优化过程中，利用基于拉丁超立方采样点构建Kriging近似模型替代直接计算流体力学（CFD）模拟。分别采用多岛遗传算法和非支配排序遗传算法-Ⅱ开展单目标和多目标优化，避免优化的早熟。结果表明，在服务航速下，优化船型的总阻力降低了1.36%，优化船型的伴流目标函数降低了10.2%。在此基础上，进一步针对优化过程中产生的3个优化船型以及原始船型，选用KP505桨进行自航模拟，结果显示虽然阻力有些许增大，但伴流不均匀度明显降低的优化船型的推进效率更优，相对于原始船型，其推进效率最高提升了1.08%。