水面舰艇作战系统任务剖面结构优化

现代海上战争对水面舰艇作战系统的作战能力提出了越来越高的要求。为提升系统作战能力,使系统最大限度地适应灵活的作战任务,提出基于Petri网的任务剖面结构优化方法。首先对作战系统的任务剖面进行描述,建立任务剖面的活动模型;然后,根据所提出的活动模型向结构模型的转换规则得到任务剖面的结构模型;最后,以水面舰艇对空自防御作战为例,采用Petri网的流程优化方法对作战系统任务剖面进行结构优化。结果表明,所提出的方法能够缩短任务的平均完成时间,提高作战效率,达到预期优化效果,可用于作战系统的方案论证和设计中。     

舰艇对空自防御系统效能评估分析

在面对反舰导弹威胁时,舰艇自防御系统具有自动、快速反应、多目标交战能力,是水面舰艇必不可少的"护身符"。文章介绍了美军舰艇对空自防御系统的现状、组成及作战流程,对舰艇对空自防御系统的效能评估方法和联合试验环境的目标构建方法进行了分析研究。     

舰载对空自防御系统分析

舰艇对空自防御系统由美国海军首先提出,系统将各种传感器、防御武器及指挥控制中心联为一体,综合使用软硬杀伤武器摧毁来袭目标,提高了舰艇导弹防御作战的自动化水平、缩短了全系统反应时间、提升了对导弹目标的拦截能力,为舰艇提供分层的自动化智能防御能力.论文综述了对空自防御的概念、组成及装备特点,分析了发展对空自防御系统的关键技术,提出了对空自防御系统的发展要求.     

一种水面舰艇作战信息交换仿真模拟系统设计与实现

随着武器装备技术的不断发展,水面舰艇作战系统各类子系统之间信息交互频繁,交互流程直接影响水面舰艇作战效能。以水面舰艇典型作战任务为牵引,分析水面舰艇作战系统子系统内部信息交互流程,设计了一套水面舰艇作战信息交换仿真模拟系统,能够对水面舰艇主要作战系统的信息交互过程进行模拟和展示,对于优化舰艇作战系统信息交互流程具有一定意义。     

舰艇编队无源干扰防御反舰导弹的仿真研究

从无源干扰反导作战实际出发，根据我典型舰艇编队对敌来袭导弹的威胁判断原则和使用电子干扰防御反舰导弹的基本方法，通过计算机仿真并在对仿真数据进行分析和研究的基础上，得出了切合实际的舰艇编队使用无源电子干扰防御反舰导弹的作战原则和一般规律，对提高舰艇自卫反导作战能力具有一定的指导意义。     

水面舰艇鱼雷防御系统近期发展趋势

对当前水面舰艇防御鱼雷的作战过程进行了分析,总结了水面舰艇反鱼雷作战的新特点;对水面舰艇鱼雷防御系统的现状进行了分析,依据水面舰艇反鱼雷作战的特点,从作战使用的角度出发,分析了现役水面舰艇鱼雷防御系统在设计上存在的不足,以及上述不足给作战带来的不利影响,并在此基础上,对下一步水面舰艇鱼雷防御系统的设计思路提出了改进建议,并结合当前的科技与工业水平,对水面舰艇鱼雷防御系统近期的发展趋势进行了分析与预测。     

海上编队作战准备阶段指挥流程研究

为研究指挥流程,提高指挥工作效率,简单介绍了着色Petri网及CPN-TOOLS软件工具。应用CPN对作战准备阶段的指挥流程建模,并利用CPN-TOOLS对模型进行仿真分析。针对假定条件给出了合理的指挥所方案,优化了指挥流程。     

基于碰撞检测的舰艇作战计划仿真方法研究

针对舰艇作战计划仿真适用于离散事件系统仿真的特点,介绍了离散事件系统的仿真策略,分析了不同策略的侧重点,结合海战特点选取了适合舰艇作战计划的仿真策略。对舰艇作战计划仿真进行离散事件的分类,研究不同事件类型下的时间确定方法,其中重点阐述了通过"碰撞检测"算法,计算舰艇作战中重要条件事件发生时间的方法。在此方法基础上,结合舰艇作战流程给出了方法的应用分析。提供一种可提高舰艇作战计划仿真效率的可行方法。     

基于碰撞检测的舰艇作战计划仿真方法研究

针对舰艇作战计划仿真适用于离散事件系统仿真的特点,介绍了离散事件系统的仿真策略,分析了不同策略的侧重点,结合海战特点选取了适合舰艇作战计划的仿真策略。对舰艇作战计划仿真进行离散事件的分类,研究不同事件类型下的时间确定方法,其中重点阐述了通过"碰撞检测"算法,计算舰艇作战中重要条件事件发生时间的方法。在此方法基础上,结合舰艇作战流程给出了方法的应用分析。提供一种可提高舰艇作战计划仿真效率的可行方法。     

基于随机Petri网的指挥流程性能指标分析

Petri网是一种很有效的模型描述语言,适用于描述含有并行成分的系统。文章运用随机Petri网同构马尔可夫链的原理,对海上编队作战准备阶段的指挥流程性能指标进行分析。     

基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究

基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。     

半潜船海上装载故障船运动响应研究

论文针对半潜船海上救援装载故障船的设计方案开展研究,建立仿真分析模型,应用数值模拟软件AQWA开展时域的数值计算,得到特定海况条件下的两船6个自由度运动响应。针对运动响应结果进行统计分析,得出两船的运动特性规律,研究结果对半潜船海上装载故障船的实际方案的制定与优化具有指导意义和参考价值。     

船模自航试验数值模拟研究

基于SHIPFLOW软件,对螺旋桨敞水试验、船舶阻力试验和自航试验进行数值模拟,并依据试验结果验证。发现数值模拟能够较好地预报螺旋桨的推力系数、扭矩系数、船模的阻力系数和自航因子及推进效率,为船舶的线型设计和螺旋桨设计提供有效的数值参考。     

船舶搁浅于刚性斜坡数值仿真的模型化技术

显式非线性有限元分析已逐渐成为研究船舶搁浅问题的重要方法,但其模型化技术是实现数值仿真的关键。本文将搁浅船处理为可变形结构,用弹塑性材料模拟并进行整船建模,斜坡处理为刚体,用刚性材料模拟,船舶与斜坡之间定义为主从接触,船艏定义为自接触。通过仿真计算,获得并讨论了搁浅过程中的船体运动情况、搁浅接触力曲线、能量转化及船舶损伤变形情况。算例表明本文的模型化技术可以用于船舶搁浅的仿真计算。     

船艏横向加强框架对船艏耐撞性能的影响

在撞击过程中船艏结构的典型损伤是外壳板和内加筋的褶皱，撕裂和弯曲。在以前的船舶结构的碰撞分析的简化方法或数值模拟中往往略去横向肋骨框架对船艏碰撞性能的影响。本文利用有限元数值仿真方法研究了横向肋骨框架在碰撞损坏过程中的作用，发现其对船艏结构的损伤形态、碰撞力及能量耗散有重要影响。因而是碰撞计算中不可忽略的因素。     

小型渔政船线型及附体设计优化

选取某近海小型渔政船典型船型,研究艏艉线型和附体对船舶阻力性能的影响。通过对线型、船型系数以及舭龙骨、压浪板、呆木等常规附体对小型渔政船航行性能的影响进行数值模拟分析,优化船舶线型,针对小型渔政船的功能需求选取合适的附体组合形式,并通过实船运行验证优化后的渔政船航行性能有所改善,达到预期目标,可为同型船舶设计提供参考依据。     

船模阻力评估模块开发

依托数值水池创新专项,文章借助商业软件STARCCM+方便的可视化界面以及工程应用的经验,探索出了一套船舶阻力计算策略,然后通过策略移植和转化,开发出了基于Open FOAM的船模阻力评估模块。为了达到工业化应用的要求,在开发船模阻力评估模块时不仅力求精确性而且还要兼顾鲁棒性。最后在12艘不同类型单桨商船25个工况点的测试计算中,所有样本点的计算精度都达到了3%以内,船模阻力评估模块的工程实用性得到了验证。     

Smith预报器在船舶航向控制上的应用

在用PD控制船舶航向的基础上,加上Smith预报器,去除闭环特征方程中纯滞后因素的影响,达到改善系统的性能和控制器输出性能的目的。通过对船舶航向控制系统仿真的结果分析可知,如果系统的纯滞后不大,加上Smith预报器后,控制效果基本相同,而增加系统的纯滞后到一定程度时,具有Smith预报器的PD控制明显提高了系统的控制性能。     

水面舰艇平台防空作战能力指标体系与评估

平台中心战是网络中心战的基础,舰艇单平台防空是舰艇编队防空的基础。依据水面舰艇平台防空作战流程,按功能将各个系统划分为传感器节点、决策节点、响应节点以及任务目标节点,同时构建了水面舰艇单平台防空作战能力指标体系,针对评估指标的定性定量特性,引入云重心评估法对水面舰艇单平台防空作战能力进行了评估。结果表明,该模型计算简便、通用性强,为解决军事领域类似问题提供了参考。     

New generic mathematical model to predict hydrodynamic interaction effects for overtaking maneuvers in simulators

To improve the formulation of ship–ship interaction forces and moments in a mathematical model of a ship maneuvring simulator, we developed a new generic mathematical model for the overtaking maneuver. This process involves using the numerical results, which provide a potentially complete set of data from which (within the constraints of the numerical modelling) everything necessary can be acquired. We found that the new generic mathematical model is as accurate as the numerical model. It is also more accessible to a navigator, master, or pilot, who could use it on a palmtop computer by keying in a few numberical estimates of the size, position, and speed of the neighboring ship and receive almost instant aneous results, giving time for a refined strategy to be validated if necessary. These results can also readily be used by simulation program developers to simulate the worst possible scenarios.