滑行艇实用阻力估算方法

本文在用于滑行艇阻力估算的莫雷法和萨维斯基修正的基础上，根据实艇的实际受力情况，运用力系平衡原理，提出实艇受力修正方法，用以拓广莫雷和萨维斯基的折角型滑行艇的阻力估算方法，并电算了若干算例；分析了艇型各参数变化对实艇阻力的影响。     

非回转体艇型参数化构型及自动建模计算方法研究

非回转体艇型平台越来越成为未来水下平台技术发展的一个重要方向,艇型参数化构型与自动建模计算是船型优化设计过程中的关键环节。针对非回转体艇型复杂三维曲面构型与自动建模计算问题,本文分析非回转体艇型参数化构型与自动水动力计算流程与思路,基于不同剖面的船型特征参数,建立非回转体艇型数学方程参数化表达方法,完成计算水域建模、网格划分与计算参数等统一参数化设定,开发核心算法与高效自动建模计算程序,搭建艇型快速生成与自动建模计算的程序软件平台,并验证理论与算法程序的正确性。本文理论方法可用于非回转体艇型快速构型设计与性能优化。     

滑行艇阻力近似计算方法对比研究

结合滑行艇阻力理论的研究动态,采用查洁法和SIT法对美国滑行艇系列62中4667-1的阻力、浸湿面积、平均浸湿长度以及纵倾角进行研究,得到这两种方法的精度及适用范围。同时,还指出查洁法及SIT法能满足滑行艇起滑阶段的阻力预报,并编制了滑行艇阻力理论预报程序和软件界面,以为滑行艇初步设计阶段方案优选提供有力的工具。

     

中速艇系列模型阻力试验研究

本文介绍了一种适用于 Froude 数 Fr=0.4～0.85,长度与排水体积比 L/(?)~(1/3)=5.5～8.5,阻力性能优良的中速艇艇型系列。阐述了该艇采用“宽尾、圆舭、短折角”线型的设计指导思想。根据系列模型阻力试验结果,绘制了可供初步设计阶段迅速而准确地估算实艇阻力的图谱。通过与国内外有关资料的比较,证明本系列艇在快速性和耐波性方面均有所提高。     

一种适用于大方形系数半滑行艇的浅槽消波艇型和阻力的试验研究

研究适用于大方形系数半滑行艇的浅槽消波艇型,在常规尖舭方艉艇型的基础上进行改进设计,在艇底部设计了一个从艏部至舯部的浅槽道,以改善阻力与兴波性能.开展了该新型浅槽消波艇型与常规艇型性能的对比试验研究,分析了艇体周围流场、艏、艉兴波、航行姿态及阻力的试验结果,表明新型浅槽消波艇型具有艏艉兴波小、艇体阻力低等特点.     

参数化艇型最优化设计研究

传统的艇型设计方法是通过反复的选型-计算-修改实现的,不但效率低下,而且因为选型范围有限,常导致得不到最优解.iSIGHT优化设计平台可以自动选择设计点并执行仿真过程,能实现设计过程的自动化和数据的可视化,是很有前景的设计工具.本文研究了iSIGHT的过程集成技术和智能寻优等关键技术,实现了参数化驱动Gambit建模,iSIGHT集成Gambit和Fluent的智能化艇型设计流程.首先阐述了格兰韦尔艇型的数学线型方程的建立过程和参数的限定范围.然后针对某潜水器,以最小阻力为目标,艇内布置要求为约束条件,将可调参数作为设计变量,采用基于全局探索的遗传算法进行优化.结果表明,本文方法提高了设计效率,实现了优化目的,并对类似数学船型的优化提供了一种新思路.     

艇模水下阻力试验方法研究与数值验证

采用钢骨架外敷玻璃钢的结构加工设计Suboff标模,针对不同的剑型以及剑艇连接方式,采用浅浸深方式开展艇模水下阻力试验,分析不同剑型与连接方式所带来的结果差异,并将其结果与ITTC公布的试验数据进行对比,最后在数值仿真的基础上,通过观察不同速度下的流场流速以及压力分布情况,分析连接剑装置对艇流场的影响。     

艇模水下阻力试验方法研究与数值验证

采用钢骨架外敷玻璃钢的结构加工设计Suboff标模,针对不同的剑型以及剑艇连接方式,采用浅浸深方式开展艇模水下阻力试验,分析不同剑型与连接方式所带来的结果差异,并将其结果与ITTC公布的试验数据进行对比,最后在数值仿真的基础上,通过观察不同速度下的流场流速以及压力分布情况,分析连接剑装置对艇流场的影响。     

深V型滑行艇静水阻力性能影响因素研究

基于深V型滑行艇的系列模型阻力试验数据,比较系统地分析了深V型滑行艇静水阻力的影响因素,研究了阻力、浸湿面积、浸湿长度以及航行纵倾角随折角线长宽比、重心纵向位置、负荷系数、艇底斜升角等因素的变化规律,指出在舯部斜升角保持24.6°不变的前提下,艇底艉部横向斜升角为10°左右时滑行艇静水中的阻力性能较优,进一步增加增升角度对静水阻力性能不利。     

半潜平台结构件表面复合镀层耐腐蚀性的研究

为了制备具有优异耐腐蚀性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在Q235半潜平台结构件表面沉积Ni-Si C纳米复合镀层,采用浸泡腐蚀试验,研究了工艺参数对复合镀层的耐腐蚀性的影响。试验得出复合镀层的腐蚀失重随镀液中纳米Si C颗粒浓度的增加而增加,随电流密度的增加而增加,且采用双脉冲镀的复合镀层耐腐蚀性能更好。     

基于克里金模型的潜水器耐压舱结构优化

本文研究Kriging建模和序贯加点相结合的方法,用于解决目标函数或者约束函数无法显式表达下的优化问题。在加点准则中为了避免出现龙格现象,改进了加点优化时步长要求,在优化过程中融入多种群遗传算法提高了序贯加点值的计算准确性。计算结果表明,改进后的加点准则在存在多区域或者多个极值点的情况下均可快速搜索到最优点位置。建立了载人潜水器载人舱以重量为优化目标,以强度要求为约束的球壳厚度优化模型,采用此方法在初始选取5个样本取样,序贯加点6个样本点,计算得到球壳的最优厚度值为50.5569 mm,可有效指导设计工作。     

基于MOGA的潜器快速性和操纵性综合优化研究

基于Pareto解的多目标优化方法NSGA-II应用至潜器的快速性与操纵性综合优化设计之中。通过回转体潜器阻力性能的数值计算结果建立了阻力的近似计算模型,并与系列模型试验结果进行了比较;通过估算潜器的水动力系数,根据水平面线性运动方程得出水平面操纵运动稳定性和机动性的衡准指标。优化后,得到了阻力与回转直径的Pareto最优解的散点图,设计者可针对不同需求的潜器,从中进行选择,保证了Pareto最优解对应的每一艇型设计方案在满足操纵性要求下阻力最小,或在该阻力值的条件下操纵性最优。     

被动翼复合船型航行性能模型试验研究

针对被动翼复合船型,采用模型试验方法,开展阻力和耐波性模型试验,分析一对首水翼和一型 T型翼对阻力和垂向运动的综合影响。试验结果表明,加装被动翼之后,中低速时静水阻力增幅较大,高速时静水阻力增幅减缓;在1倍波长船长比附近,纵摇、垂荡、首尾垂向加速度大幅减小;波浪增阻显著降低。综合而言,被动翼复合船型在风浪中航行时,快速性与原船型相当,耐波性大幅提升,对改善船员舒适性和船上设备使用环境具有有益效果。     

浮体带漂角拖航阻力数值预报

采用RANS法预报浮体在不同漂角下的拖航阻力。结合模型试验,分别从网格因素和湍流模型因素2个方面提高数值预报的精度,得到各漂角下的最优数值预报方案。基于最优数值预报结果,进一步研究浮体周围的流场随漂角的变化。结果表明:合适的网格划分方案能在很大程度上节省计算成本。当漂角不大于60°时,湍流模型采用Standard k-ε湍流模型所得结果与试验值的吻合度最高;当漂角大于60°时,湍流模型建议采用SST k-ω湍流模型。Standard k-ε湍流模型的预报精度随漂角的增大而下降;SST k-ω湍流模型在漂角为45°和60°时模拟误差很大,但当漂角从45°减小或从60°增大时,其预报精度都在提升。30°、45°、60°和90°漂角对应的最优解与试验值相比,平均误差分别为2.58%、3.35%、6.64%和7.09%,满足一般工程问题的精度要求。     

基于BP神经网络模型下的桩群阻力预测

在30m长、3m宽、0.26m深的循环水槽中,应用阻力相似理论进行物理模型桩群模拟,以试验中的实测桩群阻力数值作为期望值,建立基于BP神经网络的桩群阻力预测模型。应用该模型进行桩群阻力预测,通过对比实测数据,发现预测值相对误差很小,预测结果合理可信。由此可以认为,以物理模型试验数据为基础,依托神经网络进行桩群阻力预测的方法值得推广和探讨。     

大型半潜船船型设计及阻力性能对比分析

在船速较低的肥大型船舶上,安装球鼻艏会在很大程度上降低船舶受到的阻力,球艏对艏部型线有缓和的作用,使船舶艏部水流发生改变,减少艏底漩涡,从而降低形状阻力,进而改善船舶的水动力性能。根据设计的10万吨级半潜船船型的船模静水阻力试验情况,该船舶船首由直立型改为球鼻艏型式,通过对原型和改进后的船型的阻力试验结果进行对比,检验了新船型的减阻性能,同时对船尾伴流场进行了研究,发现船首形状改变对尾部半流场影响不大     

极地环境载人潜水器发展关键技术分析

针对极地特殊环境和中国在极地的战略需求,结合我国在载人潜水器领域多年的设计、制造、应用和维护经验,首先详细分析载人潜水器的系统组成、主要设备和关键技术,然后对于极地的低温、高纬度、大范围冰盖、复杂水声环境等主要特点,最后在技术层面总结发展极地载人潜水器所涉及的关键技术。     

养护龄期对混凝土抗冻性能的影响

通过C30和C40两种强度等级的基准抗冻混凝土和掺加掺合料的抗冻混凝土分别在养护龄期14d和28d开始冻融的试验研究,表明适当缩短养护龄期对混凝土的抗冻性能影响不大。建议允许14d养护龄期开始冻融试验,对缩短冻融试验周期意义重大。     

长江宜宾—重庆河段急滩消滩水力指标研究*

急滩是山区河流浅滩、急滩和险滩三大主要碍航滩险类型之一。介绍和评述了确定消滩水力指标的5种主要方法:经验分析法、航行阻力推算法、实船试验法、船模试验法和数学船模法。采用航行阻力推算法和船模试验法对长江宜宾至重庆河段急滩消滩水力指标进行研究,确定了消滩比降、流速组合,可作为急滩整治设计依据的关键参数。