水流作用下的渔网水动力数值方法研究

为了研究渔网在水流作用下的受力及变形情况,文章基于ABAQUS二次开发技术,结合网平面经验公式,编写了水动力计算模型。根据网衣的密实度、雷诺数和网平面与流速的夹角与水动力系数的关系式,计算出每个网目的水动力系数,再施加在网衣的每个网目上,最终计算出整个网衣的水动力和变形情况。同时在该方法中也考虑了流速衰减的问题。通过此方法验证了网箱在不同网格数和沉子质量时水动力和网箱体积计算结果的准确性,未来可以应用该方法计算网箱在水流下的水动力。     

波浪作用下网衣结构承受载荷研究

为了研究波浪作用下渔业养殖装备的网衣受到的载荷,并探讨主要的影响因素。采用屏模型对网衣进行了数值计算,分别应用线性波理论和2阶斯托克斯波理论计算流体质点速度和加速度,并考虑自由表面变化对网衣载荷的影响。为了验证数值方法,对不同密实度网衣进行了水槽试验。结果表明,屏模型计算得到的网衣波浪载荷和试验吻合较好,2阶斯托克斯波理论计算得到的波浪水平力峰值比线性波理论计算的精度更高。网衣密实度对网衣受到的波浪载荷具有较大影响,特别是在长周期波情况,影响更为显著。     

基于多孔介质模型的网衣对波流场影响的数值模拟研究

用多孔介质模型模拟网箱中的刚性金属网衣。基于计算流体力学软件STAR-CCM+，建立稳定的来流作用下刚性网衣对周围流场影响的数值模型，研究水流经过网衣后流场的变化及流速衰减，并与模型试验结果进行比较，验证了多孔介质模型模拟网衣周围流场的正确性。建立了波浪与网衣相互作用的数值模型，分析刚性网衣对波浪衰减的影响以及网衣的波浪透射系数与波浪参数之间的关系，为对网箱内部波流场的研究提供参考。     

遮蔽效应下双平面网衣和圆形网衣的水动力性能

基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值仿真方法,利用STARCCM+软件对双平面网衣和圆形网衣进行数值仿真模拟。建立合适的流场域并进行网格划分和收敛性验证;针对水流作用下网衣的遮蔽效应,分析网衣的水平拖曳力和阻力系数。对比2种网衣的流速衰减、网衣受力和阻力系数的变化情况,结果发现：2种网衣在网内和网后均存在明显的流速衰减;当流速增加时,2种网衣具有相似的变化规律,网衣的水平拖曳力随流速的增加而增大,阻力系数随流速的增加而减小;圆形网衣的受力始终大于平面网衣。研究成果可供网箱的设计优化及其水动力性能和流场特性研究参考。     

船舶管网系统水力特性研究及其应用

船舶管网系统水力特性是水力计算、系统调试、系统优化设计的理论基础。借助图论这一数学工具,建立了管网系统水力特性的数学模型。在该模型的基础上,利用逐渐增加管网系统回路并逐步迭代计算新增回路阻力系数和流量的思想,提出一种无需给定迭代初值的管网水力计算方法,通过对实船压载水系统进行实时仿真计算,验证计算方法的有效性;提出了一种管网系统调试方法,利用滑油管网系统调试,验证了该方法的合理性。     

海洋工程平台应急关断系统安全完整性分析

为了保证海洋工程平台的运行安全,需要全面评估安全相关设备的失效风险,并设置应急关断系统。基于一套我所生产并已交付的海洋工程平台应急关断系统,首先介绍了系统功能安全相关标准和可靠性指标的计算方法。然后选取该平台的某一个典型安全回路,分析其安全完整性等级,最后验证其等级符合设计要求。     

波浪作用下网箱所受波浪力的影响因素试验研究

为研究网箱在波浪场中所受波浪力,设计圆形和方形两种不同形状的重力式网箱模型,并对网箱装配同种规格不同密实度大小的网衣,通过模型试验获取网箱在8种设计波况下的受力曲线。将装配相同网衣的圆形网箱模型和方形网箱模型所受的波浪力进行对比,结果表明,相对于方形网箱,圆形网箱承受更小的波浪力;同时将装配大密实度网衣的圆形网箱模型与装配小密实度网衣的圆形网箱模型所受的波浪力对比,结果表明,装配大密实度网衣的网箱模型比装配小密实度网衣的网箱模型受到的波浪力大。此外,从试验结果也可发现,波长的改变对网箱所受波浪力的基本无影响,而随着波高增加网箱所受波浪力也增大。     

高炮系统打击效能评估

为合理地评价高炮系统的防空作战打击能力,通过对高炮打击系统的分析,建立了以E—ADC模型为基础的评估模型,结合解析法和统计实验法,对高炮系统打击效能进行评估,并用实例验证,为高炮系统的打击效能评估提供了一种有效方法。     

离岸养殖装备网衣周围流场特性研究

为分析离岸养殖环境中网箱网衣在不均匀流速及不同流向下的水动力响应,采用多孔介质模型模拟网衣,针对完全对称方型网箱网衣,分析不均匀流速下网衣阻力及流场特性;针对非完全对称钻石型网箱网衣,在不均匀流速和不同流向下考察流场分布和阻力变化。结果显示,采用均匀流速进行模拟会使计算结果过于保守,流速随深度指数变化时的网衣阻力最大,它与线性变化时的网衣阻力差距小于20%;在90°～120°的流向下,网衣所受的总阻力较小,且流场衰减区域较小。研究可为钻石型网箱在实际海域中安置和方位的选择提供参考。     

大型渔业养殖平台水动力特性试验研究

针对新型渔业养殖平台,在解决平台模型一体化设计、网衣模拟方法等关键技术的基础上开展了水动力试验研究;获得渔业养殖平台固有特性和不同环境条件下的运动和系泊受力情况;通过对比分析,掌握了风、浪、流不同环境条件对平台受力的影响.研究结果为平台及其系泊系统的优化设计及安全作业评估提供了有力支撑.     

非结构化网络分析舰船通信数据完整性监测算法

传统船舶通信数据完整性监测算法,仅能对分布式网络结构数据的完整性进行监测计算,无法对非结构化网络数据进行分析。针对此问题,提出非结构化网络分析舰船通信数据完整性监测算法。通过在监测算法中添加非结构化网络分析策略与数据完整性验证机制,实现非结构化网数据完整性的一体化分析计算。最后,通过融合数据完整性监测算法,对融合后的数据进行完整性的二次验证,从而保证数据完整性监测的精准。为了验证提出算法的可行性,通过与传统监测算法的仿真数据对比实验,证明提出算法具有监测精度高的特点。     

均匀流下的圆柱形网衣变形数值模拟

为探究均匀流作用下圆柱形网衣的变形情况及各参数对其变形的影响,基于完全挠性构件静力学基本方程建立网衣系统静态迭代求解算法,并通过将数值模拟结果与已有试验研究结果相对比验证该求解算法的准确性。以某圆柱形网衣为例,模拟其在均匀流作用下的变形情况,研究沉子的重量和分布形式对网衣变形状态的影响。结果表明：在大部分情况下增加沉子重量可减少网衣体积损失,但也存在例外;迎流侧沉子对网衣变形的影响较大,可通过调节个别沉子的重量减小网衣变形;均匀分布的沉子更有助于减小网衣变形。     

船舶主海水系统智能状态评估模型

随着船舶系统维护方式智能化升级,为提高轮机人员工作效率,实现船舶海水系统的视情维修,基于状态识别与层次分析(AHP)-模糊综合评估(FCE)构建了智能状态评估模型(AHP-FCE).首先,搭建并验证RBF神经网络状态识别模型,获取连续多期系统状态概率向量;然后,利用多级模糊综合状态评估模型对系统当前状态进行综合评估;最后,基于"育鲲"轮真实数据进行可靠性验证,结果证明该模型的计算结果与实际情况匹配.该模型综合考虑连续多期参数,评估结果更加科学合理,可为其他船舶系统的状态评估提供一种新的应用思路.     

基于粒子群算法的船舶电网系统状态评估分析仿真

电网系统状态评估是保证船舶正常工作的关键技术,针对当前船舶电网系统状态评估结果不科学,评估误差大的缺陷,提出基于粒子群算法的船舶电网系统状态评估模型。首先分析当前船舶电网系统状态评估现状,并建立船舶电网系统状态评估的数学模型,然后引入粒子群算法对数学模型进行求解,找到船舶电网系统状态评估的最佳方案,最后在Matlab 2016平台进行了船舶电网系统状态评估的验证测试,本文模型可以快速、有效的找到船舶电网系统状态评估最优方案,提高了船舶电网系统状态评估精度。     

基于MATLAB的豪华邮船主要设计参数回归分析

为提高豪华邮船的设计效率,搜集整理170艘豪华邮船的船型数据,基于MATLAB回归工具箱对其进行单变量回归和多元回归。以总吨位为自变量,以各主要设计参数为因变量,采用回归分析法建立豪华邮船主要设计参数的数学模型,给出6种邮船主尺度及主要参数的单变量非线性回归公式和2种多变量线性回归公式。通过算例进行计算分析,结果表明,单变量回归公式和多元回归公式的精度较高、适用性较强,可供邮船主要设计参数的初步设计参考。     

基于SEA的水面舰水声对抗系统作战效能评估模型研究

现代海战中,鱼雷等水下攻击武器对水面舰的威胁越来越大.水面舰水声对抗系统作为水面舰水下防御体系的重要组成部分,其性能直接决定着水面舰水下防御作战的成败.根据现代海战中水声对抗作战流程,并针对SEA方法的要求,提出了评估水面舰水声对抗系统作战效能的三个主要性能指标量度(MOP),通过分析系统在作战时的特点,建立了评估水面舰水声对抗系统作战效能的SEA方法模型.并利用该模型比较了不同系统的作战效能,对结果进行了简要分析,验证了SEA方法模型用于水面舰水声对抗系统效能评估的可行性.     

一种舰艇编队区域防空效能评估方法

舰艇编队的区域防空作战是一个复杂问题,而对其效能评估又涉及大量难以量化的因素,且因素间存在多重相关性。主成分分析正是适宜解决这一难题的方法论,它可通过将相关性很高的变量转化成彼此独立或不相关的变量,有效降低维度,最终达到数据化简、揭示变量间的关系和进行数据解释的目的。建立了舰艇编队区域防空作战效能评估模型,运用主成分分析法对该模型的多项指标进行综合聚集,最后以编队区域防空作战训练评估为例,验证该模型方法的科学性与可行性。     

舰船推进轴系校中的多目标优化计算方法

推进轴系校中的质量对于确保推进系统长期安全可靠的运转极为重要,也是保证舰船正常航行的关键因素,因此研究合理的校中计算方法以及确定最优的轴系校中方案是推进系统研究的重要内容之一。在建立舰船推进轴系校中多目标优化模型的基础上,分别定义了模型中的优化设计变量、优化目标函数以及约束条件。以某型舰船的推进轴系为研究对象,进行推进轴系校中的多目标优化计算分析,通过与Kamewa公司的计算结果进行对比,采用多目标优化后的支承变位能够获得更加均衡的轴承负荷分配结果,同时后轴架轴承的负荷也得到了一定程度的降低,达到了更加优化的校中效果,验证了方法的有效性。     

基于有限元的双排桩桩身刚度对支护结构受力与变形影响分析

基坑支护设计中常使用前、后排桩桩径不同的双排桩结构形式,但规范仅介绍前、后排桩桩径一致的计算方法,有必要研究前、后排桩桩径不同下的结构受力。本文采用Midas软件对双排桩结构进行有限元建模分析,先通过理正深基坑软件验证模型可靠性,随后进行桩身刚度敏感性分析,研究前、后排桩桩径对双排桩结构的内力和位移影响。结果表明,有限元模型计算方法可靠、结果可信;前排桩为双排桩结构主要受力构件,增加其桩径更有利于基坑稳定。研究成果可为双排桩结构优化设计提供参考。     

船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证

为在设计初期对某船舶蒸汽动力系统的总体设计方案进行校核,提出了一种系统设计验证仿真方法。首先,在系统初步设计方案的基础上补充完善仿真系统开发所需的设计数据;然后,采用RINSIM仿真平台工具进行模型开发,并通过建模与模型集成调试获得系统仿真模型;最后,进行仿真计算。应用该方法开发了某船舶蒸汽动力系统设计验证仿真平台,并对系统的设计方案进行了校核。结果表明:该设计验证仿真平台的稳态计算结果准确,动态趋势合理,适于对船舶蒸汽动力系统进行设计验证。