Steady streaming of viscous surface layer in waves

An investigation of the drift velocity induced by water waves of a contminated surface layer is carried out. The theoretical analysis is based on a thin boundary layer on the free surface. The results of the analysis reveal that the drift velocity of a viscous layer on the water surface is 7/4 times the Stokes prediction ofc(ak) ² wherec is the wave celerity andak the wave slope. The present experimental investigation confirms the validity of the theoretical prediction for the drift velocity for a lightly contaminated surface layer; however, for a heavily contaminated surface layer, the experimental results exceed the theoretical prediction. An investigation for a heavily contaminated layer is carried out assuming an inextensible surface layer. Thus, in the experiment, vinyl sheets are used to substitute the contaminated layers. By balancing the wave-induced mean thrust force with the mean drag force, the drift velocity is obtained and compared with the experimental results. Based on the theoretical and experimental analyses, formulae for predicting the drift velocities for laminar and turbulent flow conditions are proposed.     

基于DSC的欠驱动船舶路径跟踪神经滑模控制

为进一步提高船舶路径跟踪的准确性和稳定性,针对欠驱动船舶易受外界环境的干扰和模型不确定等问题,提出一种基于动态面技术的神经网络滑模控制策略。在虚拟船逻辑制导算法的基础上,结合反步法对虚拟控制律进行设计,引入动态面技术对虚拟控制律的导数进行估计,避免因直接求导而增加计算负担。在动力学回路设计中,将径向基神经网络与滑模控制相结合,设计神经网络权重的自适应律,实现对系统非线性项的在线估计和对实际控制律的设计。采用Lyapunov直接法证明闭环系统的稳定性,并对一艘长为32m的单体船进行仿真试验。结果表明,该控制策略可行,能实现对欠驱动船舶路径的有效跟踪。     

超大型自航绞吸式挖泥船结构设计与研究

基于目前世界上总装机功率20000kW以上的超大型自航绞吸式挖泥船资料,结合国内自主设计的、装机功率最大的“天鲲号”绞吸式挖泥船的设计与建造,对超大型自航绞吸式挖泥船的主体结构设计,包括船体骨架型式,结构钢材选取,船体总纵强度的分析,船体振动分析等方面进行阐述与梳理,并针对该船型的结构设计关键区域,包括龙门架结构,桥架结构,钢桩台车区域加强结构等进行深入的分析与研究,为超大型自航绞吸式挖泥船结构设计和强度分析提供参考和设计思路。     

超高速自由液面循环水槽高品质测试流场技术

超高速自由液面循环水槽的关键在于如何在开式状态下形成平稳的自由液面,通过建立自由面形成技术,从水力系统导流、整流、消能和主循环泵与辅助泵系统匹配等多方面权衡设计,以保证工作段速度从低速到高速时自由面的稳定度和不均匀度。采用LDV或PIV技术,测量不同水速下工作段区域多个截面的速度分布以及自由液面的波高,得到工作段流场分布,以及基本性能状态,验证自由面形成技术的合理性和可行性。为未来在该设备上开展试验提供了初步的测试数据支撑。     

基于AutoCAD二次开发的船体结构图快速绘图模式

AutoCAD在船体结构详细设计中广泛应用,然而在传统的二维设计模式下,绘图效率相对较低。利用二次开发技术能有效提高AutoCAD的自动化程度,并简化部分繁琐的绘图过程。该文根据船体结构图的特点,结合绘图标准对AutoCAD进行二次开发,实现了一系列专业化的绘图辅助功能,从多方面提高了船体结构图绘图效率。     

6.1万吨散货船居住区振动分析及对策研究

在6.1万吨散货船航行试验振动测量过程中,发现主机转速为91 r/min时居住区纵向振动较为严重。文章根据船体结构有限元模态分析理论,结合局部结构振动特性以及主要激励源判断,查找出居住区结构振动异常的原因,并通过采取调整压载水的对策很好地处理了该处振动问题,最终进行了有限元计算和实船测试的双重验证,计算和测试结果均满足技术规格书要求的ISO 6954振动标准,为此类船型设计和运营提供一定的技术参考。     

强台风地区大跨度仓储结构优化设计方案

针对强台风地区大跨度仓储结构压型金属板屋面系统易被台风破坏的问题,对网架、门式刚架、混凝土框架及其相应的屋面设计方案在强台风地区集装箱码头拆装箱仓库设计中的优劣进行比较。结果表明,以网架板做屋面系统的网架结构设计方案同时具有抗台风能力强、适用跨度大、造价较低且施工质量易得到保证等优点,是强台风地区最具竞争力的大跨度仓储结构设计方案。     

三体船侧体布局及型线优化设计研究

采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采用的三体船侧体布局及型线优化方法具有可行性,可为三体船船型设计提供参考依据。     

基于响应面法及有限元模拟的小半径弯管成形优化

结合响应面法分析与有限元模拟,研究多因子作用、多指标限制下的弯管成形,为船用弯管生产的模具配置提供技术支撑。针对某尺度的小半径弯管,基于四个设计因子,考察起皱率、减薄率及扁平度三个成形指标。利用"中心复合设计"制定试验方案,共进行25次有限元试验;得到指标响应模型,给出因子影响规律及推荐取值;获得主要限制指标及同时满足三重指标的合格区域;验证某优化点,成形指标均满足要求,且与响应面预测值吻合较好。     

不对称船体结构总纵强度计算方法及影响分析

传统的船体结构总纵强度梁理论计算一般是基于对称的船体横剖面,文中提出了不对称船体结构梁理论弯曲正应力的计算方法,并选取样船作为算例,结合有限元计算进行弯曲正应力对比分析,验证梁理论计算的准确性。同时对比将不对称结构视为对称结构时的梁理论计算总纵弯曲正应力,提出不对称结构对总纵强度的影响。