船舶操纵水动力导数的数值求解及敏感度分析

[目的]为了兼顾船舶操纵运动预报的成本与精度,基于数值计算方法,结合水动力导数敏感度分析,提出一种船舶操纵运动预报方法。[方法]首先,求解RANS方程,应用流体体积（VOF）法捕捉自由液面,采用动态网格方法对DTMB 5 415船型进行约束运动的数值计算,并将回归得到的线性水动力导数与试验值进行对比,验证数值方案的有效性;然后,基于MMG分离建模方法建立DTMB 5 415船模的操纵数学模型,并利用龙格-库塔算法进行求解,对船舶回转和Z形操纵运动进行仿真;最后,分析水动力导数对这2种操纵运动的敏感度。[结果]结果显示,采用所提方法得到的操纵轨迹和衡准参数仿真结果与试验结果一致,回转运动参数的平均误差为5.1%,Z形操纵运动参数的平均误差为11.7%,较文献使用CFD进行自航船模模拟得到运动参数的精度与计算成本均有所改善;水动力敏感度分析结果也验证了部分非线性水动力导数对操纵性衡准的影响较小,可以使用经验公式进行估算。[结论]研究表明采用所提方法进行船舶操纵性预报方法可行,可在满足工程应用精度的同时大大减少计算成本,尤其适用于船舶设计阶段的操纵性预报及优化。     

剪切波变换下的侧扫声呐图像降噪方法

针对侧扫声呐图像对比度低、噪声强度大特点导致的部分传统滤波方法降噪能力的不足,提出一种基于剪切波变换的侧扫声呐图像降噪方法。首先对侧扫声呐图像进行剪切波变换,在考虑噪声水平的基础上,对剪切系数进行阈值处理,再将修正后的系数进行剪切波逆变换,重构侧扫声呐图像,实现了侧扫声呐图像的降噪。实验结果表明,该方法相比于维纳滤波、小波滤波和非局部均值滤波等常用降噪方法,可以获取更好的图像效果,在侧扫声呐图像降噪中具有综合优势。     

船舶高速喷水动力推进器设计与仿真分析

随着喷水推动技术和喷水推进器制作技术的发展,越来越多船舶采用喷水式推进方式。基于Ansys仿真软件,对进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构进行设计原理分析和仿真研究。结果表明,进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构对高速喷水动力推进器性能具有显著影响,优化结构尺寸能够提高喷水推进器性能。结合不同控制方法设计航向航速控制器,在航向航速稳定控制的基础上,提高船舶的适航性,为该类船舶的控制系统设计提供理论依据。     

114000 DWT阿芙拉型油船新工艺应用

结合船型结构、建造工艺等方面的实施情况,对114000 DWT阿芙拉型油船建造.改进工艺方法、工装和优化脚手工艺、精度工艺控制等,总结工艺应用特性,为实船及后续各类型油船在工艺、设计及建造等方面提供参考.     

斜坡堤新型人工块体TB-CUBE的波浪爬高和反射试验研究*

针对新型人工块体TB-CUBE在斜坡堤上对于规则波爬高及反射的影响效果,进行试验研究。研究结果表明：波浪爬高随斜坡堤坡度增加呈现先增加后减小的趋势,并随水深增加先减小后增加;同时,堤前反射系数随水深和坡度增加呈现逐渐减小的趋势。依据波浪在新型护面块体TB-CUBE上爬高的相关因素,并以此拟合出波浪在该块体上爬高的经验公式,并与JTS 145—2015《港口与航道水文规范》进行了对比分析。结果表明：拟合的经验公式对TB-CUBE块体的适用性比规范中的计算公式更好。     

航道整治工程BIM+GIS三维交互汇报系统设计与应用*

针对航道整治工程各参建方基于BIM沟通汇报时无法准确反映工程实际情况、不能清晰表达汇报思路的问题,开发了航道整治工程BIM+GIS三维交互汇报系统。系统利用SuperMap GIS平台实现航道BIM+GIS数据集成和性能优化,通过Unity插件对处理后的BIM+GIS数据进行快速加载,实现了BIM+GIS数据与传统文档的灵活操作与高效融合。在武安段航道整治工程进行了实际应用,通过BIM+GIS数据与PPT文档融合的交互式沟通汇报,提高了参建单位之间协作与沟通效率,进一步促进BIM技术在航道整治工程推广与应用。     

船用柴油机与燃气轮机动力装置的可靠性对比分析

从关键零部件数量、零部件制造材料、零部件工作条件和部件冗余数量角度,分别对船用柴油机和燃气轮机动力装置的不可靠度进行计算和对比分析。结果表明,柴油机动力装置包含的部件数量大,而燃气轮机动力装置结构相对简单,其结构可靠性高于柴油机动力装置。但对于多缸柴油机来说,由于冗余部件和冗余辅机系统的存在,柴油机动力装置的整体运行可靠性高于燃气轮机动力装置,说明柴油机动力装置的冗余部件对其运行可靠性非常重要。     

船闸混凝土抗裂性能试验研究及开裂风险评估

针对船闸大体积混凝土容易发生开裂的问题,通过室内试验研究不同配合比混凝土的热力学及变形性能,并基于多场耦合模型对廊道结构混凝土进行开裂风险评估计算。研究结果表明：掺入抗裂剂减小混凝土干燥收缩且自生体积变形初期产生较大膨胀,显著提升混凝土体积稳定性和抗裂性能;抗裂剂可降低船闸廊道结构混凝土最大开裂风险系数40%以上,控制廊道混凝土各部位开裂风险在0.7以下,大大降低了结构混凝土开裂风险。     

混凝土损伤塑性模型参数选取及应用

针对ABAQUS(有限元分析软件)的CDP模型(混凝土损伤塑性模型)的参数选取问题,结合袁迎曙的试验结果,对CDP模型的黏性系数、剪胀角以及计算方法的选取展开探讨。结果表明：1)黏性系数取0.001时具有良好的计算精度和收敛性;2)剪胀角取36°左右时,计算结果与试验结果最为吻合;3)对于CDP模型的钢筋混凝土,不适合采用Risk法(弧长法)进行计算,而应采用“Static, General”法(一般静力学法)。参数建议值的计算结果较好地反应出钢筋混凝土梁损伤开裂破坏的过程,可为港口码头等工程钢筋混凝土构件力学性能的研究提供参考。     

国内外船舶风荷载计算方法对比

针对船舶风荷载计算中引用规范的范围不全、版本更新和船型应用局限等问题,选取中国、英国、美国以及OCIMF等4种现行主流行业规范进行分析研究,并以2.0万吨级杂货船为案例进行计算对比。结果表明计算结果有较大差异：对于横向分力,英美规范结果接近,中国规范明显偏大。对于纵向分力,艉向风时英国规范结果显著大于中美规范;艏向风时中英规范结果接近,均小于美国规范。建议根据适用船型、船舶数据的翔实程度、主风向角和管理要求等因素合理选用计算方法,有条件时采用数值模拟方法。