船舶碰撞缓冲型球鼻艏概念探讨--球鼻曲率对碰撞的影响

船舶碰撞事故中，被撞油船船侧的破裂会引起严重的海洋污染，故油船双层船壳设计成为防止被撞油船破损的有效措施。但随着海上运输船舶的数目及尺度的日益增大，双层船壳已不能满足防止船侧破损的要求。本文提出了缓冲型球算般的构思。在船舶相撞的过程中，球鼻艏曲率的尖锐程度影响被撞船船侧的损伤程度，故提出并讨论了表征球鼻艏碰撞特性的标志性参数。通过对不同曲率的球鼻艏一系列的碴撞数值仿真计算，详细描述了外形曲率对球鼻艏的变形形态、碰撞力、碰撞力密度及能量吸收的影响，指出船舶采用钝形的球鼻艏能有效减小碰撞时的穿透损伤。     

球鼻首结构与刚体和冰载荷的碰撞机理研究

球鼻首耐撞性是船体结构意外极限状态设计和安全评估的重要内容,为了在相应的意外事件中结合相关准则评估结构吸能能力,结构耐撞性特征进行分析应当被充分考虑。本文基于非线性有限元法,对典型球鼻首结构与刚体和冰载荷的碰撞机理进行研究。结果表明,船首与刚体碰撞时,除与刚体接触的区域损伤失效外,甲板也产生了塑性变形,其挠度约为型宽的5.3%。无论与刚体还是冰载荷碰撞时,球鼻首外板的应力-时间曲线和内能-时间曲线都呈现出高度非线性,其振动周期约为4 ms。船首与冰载荷碰撞时,各构件的吸能大小顺序依次为主船体外板、球鼻首外板、甲板、纵向加强筋和横向加强筋。可见,在球鼻首耐撞性设计和预报中,球鼻首的振动、甲板的变形应被充分考虑,纵向加强筋的数目应被适当增加。     

2200箱集装箱船球鼻首优化

航运业的发展必然伴随着能源的大量消耗,船舶节能减排迫在眉睫,球鼻首型线设计对船舶的节能减排、发展绿色船舶技术意义重大。以2 200箱集装箱船为研究对象,使用CAESES软件对球鼻首部分进行参数化建模,对比参数化前后船体模型的静水力数据,以确保球鼻首参数化之后模型的精确度,集成SHIPFLOW软件,以兴波阻力为目标函数,使用遗传算法对球鼻首参数化之后的船型进行阻力性能优化。结果显示,该船型在设计航速19 kn下进行优化之后,兴波阻力降低了4.137%,总阻力也得到改善,优化之后的船型在低速15 kn时阻力也相对有很大降低。     

基于BP网络的球鼻首参数化优化

本文以某集装箱船为研究对象,对降速航行后的球鼻首进行优化。采用Catia建立船体三维模型,为了产生不同形状的球鼻首,选取球鼻特征参数来描述其基本结构;采用拉丁超立方试验抽样方法得到12组不同形状的球鼻首,提出运用非线性拟合能力较强的BP网络构建球鼻首参数和阻力系数之间的关系模型;采用遗传算法对训练后的网络进行极值寻优。结果显示,优化船型的阻力系数显著降低,说明该方法对球鼻首的优化有一定的借鉴意义。     

基于BP网络的球鼻首参数化优化

本文以某集装箱船为研究对象,对降速航行后的球鼻首进行优化。采用Catia建立船体三维模型,为了产生不同形状的球鼻首,选取球鼻特征参数来描述其基本结构;采用拉丁超立方试验抽样方法得到12组不同形状的球鼻首,提出运用非线性拟合能力较强的BP网络构建球鼻首参数和阻力系数之间的关系模型;采用遗传算法对训练后的网络进行极值寻优。结果显示,优化船型的阻力系数显著降低,说明该方法对球鼻首的优化有一定的借鉴意义。     

24000t运木散货船球首及尾部节能装置试验研究

改善船舶快速性，提高节能效果，从而提高船舶营运经济性日益受到国内外船东的关注。七○八所设计的出口船２４０００ｔ运木散货船由于船东对主尺度的限制比较苛刻，引起航速紧张，经我所船模试验研究改进后，达到并略超过了船东要求的先进技术指标，较８０年代日本建造的同类型船的每吨海里油耗降低４５％～５７％，并比１９９５年日本新建的同型船的油耗低２％～２３％。介绍该船线型优化、球首设计及前置节能导管舵球节能装置的试验结果。     

3000t化学品船设计

主要介绍了3000t化学品船的主要设计依据和总体布置、船舶的型线特点、船舶的结构形式、各项静水性能、推进与操纵等。3000t化学品船为能散装各种液态化学品的Ⅱ型化学品船。本船船型为球鼻首、倾斜式首柱,带尾球方形,使得船舶满足布置要求、船舶快速性耐波性要求,以及船舶在各种装载状态下的较好的浮性和稳性。经实船试航,本船各项指标均满足设计要求,目前已交付韩国船东并投入使用。     

24000t运木散货船球首及尾部节能装置试验…

改善船舶快速性，提高节能效果，从而提高船舶营运经济性日益受到国内外船东的关注。一０八所设计的出口船２４０００ｔ运木散货船由于船东对主尺度的限制比较苛刻，引起航速紧张，经我所船模试验研究改进后，达到并略超过了船东要求的先进技术指标，较８０年代日本建造的同类型船的每号海里油耗降低４５％－５７％，并此１９９５年日本新建的同型船的油耗低２％－２３％。介绍该船线型优化、球首设计及前置节能导管有节能装置的试验     

基于网格变形技术的某船用球鼻碰撞性能研究

当石油运输船舶发生碰撞事故时,船侧破裂将会导致海洋环境污染,随着运输船舶的吨位日益增加,双层船壳设计已经无法满足船舶对抗碰撞性能的要求,在船首设计中采用球鼻结构成为船舶制造领域的研究热点。本文对船舶球鼻碰撞模型进行深入研究,利用网格变形技术对船用球鼻碰撞性能进行仿真实验。     

基于多种组合优化算法外形优化设计

针对船型特征参数和特征参数曲线对船体阻力性能的影响,首先利用CAESES软件建立完全参数化船体模型,并用FINE/Marine软件进行水动力性能计算,并与试验结果进行比较,验证了数值模拟的可靠性。对船型进行优化时,以设计航速2.02 m/s下的总阻力为优化目标,利用2种组合优化算法进行分析,发现第1种Sobol算法和NSGA-II算法组合优化算法具有优势。船型优化后球鼻首发生了显著变化,球鼻首变为抬首型球鼻首,其中,球鼻首的长度和宽度变化对船体阻力影响不大,基本上可以忽略。在设计航速下,优化后的总阻力减少14.89%,摩擦阻力减少0.43%,剩余阻力减少36.9%。     

多学科设计优化方法用于船舶设计

为了提供更好地满足不断提高的军方和商业市场需求的产品.现代船舶设计需要获得真正的最优设计.它需要综合考虑所有学科以及它们之间的相互关系.船舶设计中涉及到的学科数目是如此众多,它们之间的相互关系是如此复杂以至于需要寻求一种新的设计技术来替代传统的设计螺旋方法.多学科设计优化(MDO)方法正是一种新的广泛应用于复杂工程系统的设计方法.在本文中,我们主要介绍了中国船舶科学研究中心将MDO应用于船舶设计的研究情况.我们应用iSlGHT软件集成美国弗吉尼亚大学公布的CGX设计模块来演示将MDO方法应用到船舶设计的整个过程,获得了比他们更优化的解.CGX模块也用来说明我们提出的子系统划分的概念.最后,基于我们的研究经验,我们也总结了一个在船舶设计中应用MDO方法的一般应包括的内容.     

协同设计及其在船舶设计中的应用

本文综述了协同设计的发展,阐述了开展船舶协同设计的必要性,提出了包括数据库层、协同服务层、协同管理层和协同设计工作层等四个层次的船舶协同设计体系结构,讨论了实现船舶协同设计的若干关键技术.     

浮式生产储油船(FPSO)设计

海洋石油开发中，浮式生产储油船相对簿洋平台而言，具有初投资小、能转移地点重复使用等优点，已成为目前世界海上油田开发的流行设施。本文以“南海奋进”号为对象，旨在着重描述FPSO船体设计中应考虑的基本问题，其中对船体形状、强度、工艺藏程模块支墩型式等作了一定介绍。     

基于设计FMEA的舰船设计质量控制技术研究

舰船设计质量是决定舰船最终质量的关键。在分析一般产品设计质量概念的基础上,结合舰船设计及舰船质量的特点,提出了舰船设计质量的概念模型,并分析了影响舰船设计质量的主要因素。综合鱼刺图、FMEA的特点,研究提出了鱼刺图与设计FMEA结合的设计质量控制方法,并采用设计流程卡规范设计过程,提高工作的可追溯性。     

电子设备协同设计技术

从电子设备结构设计方面,介绍了结构设计的主要内容,分别描述了热设计技术与电磁兼容技术。以热设计技术与电磁兼容技术之间的协同设计为例,介绍了协同设计的内容,给出了热对流、热传导与电磁兼容协同设计的设计准则。简单介绍了结构设计中的其他协同设计内容。     

L波段宽带频率捷变频率综合器设计

通过对频率合成方式进行分析,提出了一种新颖的L波段宽带频率捷变频率综合器设计方案。利用DDS电路产生的窄带频率捷变信号与数字锁相环电路产生的宽带跳频信号有机结合,并通过混频器及滤波器的合理设计,实现了宽带频率捷变。L波段宽带频率捷变频率综合器取得良好的实际工程应用效果,并对其它频率综合器的设计具有较高的参考借鉴价值。     

多学科优化设计在半潜式钻井平台设计中的应用

多学科优化设计（Multidisciplinary Design Optimization，MDO）是通过考虑学科之间的相互耦合来挖掘设计潜力，通过系统的综合分析来进行方案的选择和评估的一种应用于工程设计阶段的先进设计理念和设计方法，能够达到提高设计效率，降低设计成本的目的。半潜式钻井平台是具有高复杂度的工程系统，在其方案设计中要考虑到水动力学、结构力学、动力定位、工程应用以及成本分析等多个学科，非常适合于多学科优化设计的应用。以半潜式钻井平台方案设计为例，介绍了如何使用多学科优化设计来考虑影响平台的多个因素之间的耦合关系，以确定平台的主尺度，来获得最佳的平台总体性能；介绍了应用多学科优化设计时的三个重要关键技术：复杂问题的分解、数学建模和近似模型技术。     

基于一体化平台的海洋脐带缆设计

针对深海脐带缆工程设计过程,使用一体化的海洋工程设计平台进行脐带缆的截面选型、线形设计、强度分析、规范校核。并使用一体化平台实现脐带缆的建模,计算工况设置,生成计算模型,导入商业软件分析和结果处理过程。在设计阶段对多种截面在多种工况条件下进行模拟,得到各截面脐带缆关键性能参数,通过脐带缆方案比选,确定脐带缆设计方案。     

大型邮轮外观造型设计管理阶段

文章首次将设计管理相关理论引入大型邮轮外观造型设计领域,以设计管理的不同阶段作为切入点,融入项目管理的科学方法和思路,梳理不同阶段的设计管理方法及重点,探讨建立一套适合大型邮轮外观造型的设计管理方法、流程和模式,以提高设计效率和设计质量.     

多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用

首先阐述了船舶的设计过程,指出传统的船舶初步设计是一种串行的设计模式,即是先确定主尺度,然后根据主尺度确定船型.这种设计模式通常只能得到一个满足各指标要求的可行解,而得不到全局最优解.将多学科设计优化技术(MDO)应用到初步设计阶段,将主尺度的确定与船型变换并行考虑,使主尺度的确定充分利用后期船型变换的信息,可实现全局最优的设计.最后,本文以油船的优化为例进行了验证.