基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

结合NURBS曲面理论的主船体模型CAD建模研究

本文研究NURBS曲面理论,重点分析NURBS曲线以及曲面的定义和表达式,给出B样条曲线的计算方法,研究船舶曲线曲面光顺的解算方法,并且引入剪力跃度平方和的定义;研究船舶三维稳定性的计算方法以及船舶静稳性力臂的求解算法,并分析静稳性力臂的变化曲线以及船舶吃水深度的变化曲线;最后分析船舶船体模型的CAD建模技术,并给出船舶快速建模系统的设计方法。     

潜器圆柱形耐压壳体强度和稳性计算及衡准方法研究

针对我国潜器规范和美国ABS潜器规范，对其表征圆柱形耐压壳体强度和稳性的特征量及其计算方法进行对比，并分析两种计算方法的主要区别及其产生的原因。对比分析两国规范关于强度和稳性衡准方法的区别。分析讨论影响潜器耐压壳体安全性的各种因素。给出相应的算例，进一步证明分析结果的可信度。     

潜器重量重心试验测量方法

潜器浮性和稳性校核的基础是准确确定潜器的重量重心位置。本文从工程实践和理论分析上指出传统船舶倾斜试验的误差与局限性,探索一种利用吊放设备及压铁在岸上进行倾斜试验的简易方法。该方法排除了传统倾斜试验中风、浪、流等的影响,通过对数据的最小二乘法处理,试验准确度也有保证。     

船舶破舱稳性计算方法研究

介绍了计算船舶破舱稳性的重要性,提出了破舱稳性的计算框架,以及计算过程,方便人们了解破舱稳性的研究内容及方法.主要叙述了计算破舱稳性的表面元法和基于NURBS曲面的最优化方法计算船舶破舱稳性,最后比较了这两种方法.     

基于SVR近似模型的潜水器外形优化

流体仿真软件在船舶与海洋结构物概念设计阶段应用广泛。针对潜器外形设计过程中,仿真分析往往需要耗费大量的时间成本,无法直接与优化器结合的问题,本文研究基于支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)的潜器外形优化方法,包括拉丁超立方试验设计选取样本点、基于ICEM的潜器参数化建模和网格自动划分、基于Fluent的阻力计算及SVR模型的构造。采用改进的粒子群算法求解潜器外形优化设计问题,得到了阻力性能优良的潜器外形。     

液货船稳性计算及校核方法研究

在现有船舶稳性计算方法的基础上,分析了各种船舶稳性计算的特点,包括船舶的浮态、静稳性、动稳性、初稳性、大倾角稳性和气象衡准。考虑到液货船舶的纵倾和自由液面对船舶浮性和船舶稳性的影响,探讨任意载况下自由液面对稳性曲线修正的计算方法,实现了液货船稳性曲线修正的实时计算。最后以一艘大型LNG船舶为例,对该船舶在港时的浮态、静稳性进行了计算,并与该船的装载手册进行了对比,验证了所述计算方法的精度和可行性。     

基于SVR近似模型的潜水器外形优化

流体仿真软件在船舶与海洋结构物概念设计阶段应用广泛。针对潜器外形设计过程中,仿真分析往往需要耗费大量的时间成本,无法直接与优化器结合的问题,本文研究基于支持向量回归机（Support Vector Regres-sion, SVR）的潜器外形优化方法,包括拉丁超立方试验设计选取样本点、基于 ICEM的潜器参数化建模和网格自动划分、基于 Fluent的阻力计算及 SVR模型的构造。采用改进的粒子群算法求解潜器外形优化设计问题,得到了阻力性能优良的潜器外形。     

船舶纵倾状态下的稳性计算

《2008年国际完整稳性规则》文件中有着对计算和校核船舶稳定性过程中的强制规定,具体体现在规则的引言和A部分中。这意味着要考虑船舶纵倾因素在船舶稳性计算校核过程中的影响。本文对传统的船舶稳性校对计算方法进行了修改与调整,同时对实际例子进行了细致的计算,将进行调整修改过后的船舶稳性校对计算方法与之前传统的计算校对方法进行了实例验证比较,证明调整修改后的稳性计算校核方法更加精确,且满足规则的强制要求。并发现调整完善后的新方法在新完整稳性规则下对船舶的稳性的计算校核的结果更加精确合理,能达到为将来的船舶稳性计算校核埋下坚实理论基础的地步。     

基于CATIA二次开发的水下平台静水力计算

水下平台静力计算包含初稳性计算、潜浮稳性计算、大倾角稳性计算、重量重心统计等,传统潜艇、潜器等水下平台的静力计算具有计算过程繁琐、耗时长、效率低、数据不易更新等问题,导致设计人员大量重复性劳动。本文通过对CATIA软件进行二次开发,在水下平台三维建模基础上,编制静水力和重量重心计算程序,可直接计算、获取静水力要素并实现重量重心的自动统计,达到计算的自动化、程序化和数据的及时更新,提升设计手段,对潜艇、潜器等水下平台设计中控制浮态、稳态具有重要作用,工程应用价值较高。     

潜艇应急上浮稳性研究

通过对应急上浮运动及高压空气吹除主压载水舱规律的简化,给出了潜艇应急上浮运动方程.将上层建筑的背水量作为临时加载,推导出应急上浮稳性计算方法.将非定常势流理论用于应急上浮运动流场分析与水动力计算.考虑了非线性自由表面条件,在应急上浮运动中随时进行流场以及自由表面的运动计算,从而实现了应急上浮运动与流场的耦合求解.采用将艇体及自由表面划分成四边形单元的方法计算流场,用Adams方法计算自由表面运动和艇体上浮运动.文中给出了某潜艇应急上浮运动和稳性的算例,计算结果验证了方法的可靠性.     

潜艇液舱晃荡对其稳性影响的数值仿真与评估

结合潜艇耐波性和稳性的问题,分析液舱内的自由液面晃荡现象,建立潜艇液舱液体晃荡的数值仿真模型,利用计算流体力学软件Flow 3D,对潜艇横摇过程中液舱的液面晃荡进行模拟,根据数值计算结果,分析液舱晃荡对潜艇稳性的影响。     

潜艇耐压液舱结构稳定性的初步研究

用有限元法分析研究潜艇耐压液舱结构的稳定性问题，通过实例分析，证实所采用的应用软件是可靠的，并指出了该区结构不存在总稳定问题，保证应力强度的耐压船体壳板，密加纵骨的耐压液舱壳板及密设加强筋的实肋板局部稳定性都是有保护的。由此可见，耐压液舱结构稳定性不是矛盾的主要方面，结构的安全性主要受制于应力强度。这些结构对耐压液舱结构的设计有重要意义。     

黄河三角洲海域的潮汐流动数值模拟

文章将一种有效处理浅水流动计算中的Roe型二阶精度迎风型FVM格式应用到平面二维浅水流动数学模型中.为保证Roe格式的稳定性,应用Ropers格式以解决通量梯度项与源项的平衡问题.为避免源项引起的计算不稳定,对源项采用分步法及半隐式求解.在此基础上,应用该模型对地形复杂的黄河三角洲海域潮汐进行了实际数值模拟.并对其水动...     

X舵与十字舵潜艇稳定性对比分析

诸多潜艇强国对X舵潜艇的应用,说明了其背后巨大的实际应用价值。X舵操纵能力较十字舵更优是公认的,但X舵潜艇在实际研究过程中航向稳定性性能是一直被忽略的问题。为了解X舵潜艇相比于十字舵潜艇的航向稳定性如何,首先利用CFD方法研究SUBOFF标模来验证数值模拟的可行性,然后对某十字舵与X舵潜艇在不同工况下进行数值仿真,计算出与潜艇航向稳定性相关的水动力导数,最后比较研究2种操纵面稳定性差异。对比分析结果表明,原十字舵潜艇方向稳定性指数为0.021 46,新设计的X舵潜艇方向稳定性指数为0.249 03。说明设计的X舵潜艇满足稳定性要求,并有足够的裕度为改进潜艇其他性能提供设计空间。     

锥柱结合壳设计研究

为优化带凹角的锥柱结合壳舱室的设计,编写结构计算程序,对锥壳的强度与稳定性计算及锥柱结合壳舱室稳定性计算通过规范的解析式求解,对锥柱结合壳的凹凸角强度计算通过迁移矩阵法求解。程序采用自动计算节点坐标方法,解决结构参数的改变需求,从而实现优化计算。     

雷诺数对潜艇粘压阻力和尾部伴流场影响的数值计算研究

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟。将低雷诺数条件下的计算结果与试验结果进行比较,验证计算方法的可靠性;利用数值计算技术分析潜艇工程设计和试验中出现的问题,包括潜艇实艇阻力预报方法研究和雷诺数对潜艇尾部伴流场的影响研究。     

悬停系统运行品质对潜艇悬停操纵的影响

为满足潜艇水下悬停的战术需求,潜艇悬停系统必须控制潜艇按规定的稳定精度悬停在指令深度上,因此悬停系统运行品质对潜艇能否顺利完成战术任务较为重要。以模型潜艇为研究对象,在潜艇悬停运动基本数学模型、海洋环境干扰力模型和悬停水舱注排水控制模型的基础上进行仿真计算,研究悬停系统运行品质的3个关键指标,即流量计误差、悬停水舱注排水速率和最小注排水量对潜艇悬停操纵的影响,分析悬停系统运行品质与悬停稳定性之间的逻辑关系,研究结论可为悬停系统关键指标的设计优化和潜艇操艇系统的性能改进提供有益参考。     

潜艇逆速时的垂直面机动仿真分析

逆速是潜艇水下航行时的一种特殊状态下的速度,其垂直面操纵问题也是当前潜艇面临的一个难题。根据一种利用首舵操纵控制消除尾舵逆速影响的计算方法,得到了尾舵逆速时首尾升降舵同时操纵进行垂直面机动的方法,并通过潜艇水下垂直面操纵运动模型,对这种操纵形式进行了仿真验证,验证结果表明这种方法可使潜艇在尾舵逆速时更快更有效的进行垂直面机动。     

潜艇耐压壳体周疲劳分析及贝叶斯法寿命估算

对潜艇耐压壳体的低周疲劳问题进行了分析和研究,并应用贝叶斯方法对潜艇耐压壳体疲劳热点的剩余疲劳寿命进行估算,给出了一种在仿真量不足的情况下进行统计推新的新途径,在一定程度上弥补了传统方法的缺陷。