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。     

舰艇新型球鼻首结构设计探索

从材料选型入手对舰艇新型球鼻首的结构设计进行探索,研究结构和声学性能要求,提出性能优良的球鼻首结构方案,以备新型舰艇球鼻首的实际建造和后续发展.     

球鼻首分段施工方法的分析

在各种船型球鼻首分段建造方法的基础上,针对2 300车位汽车滚装船的球鼻首分段的结构特点,提出一种全新的球鼻首分段的建造方法。通过与传统建造方法的对比分析,发现以中纵壁板为胎建造此类球鼻首分段的建造方法,建造周期短,安全性高。     

基于肥大型船舶球首的参数化设计

通过统计研究发现肥大型船舶球鼻首的特征参数数据范围较为集中.选取给定主船体的主尺度和球鼻首特征一系列参数,自动生成一系列球首型线.文中探讨了球首部分的生成方法.     

由波形分析改进长江客货船船型

本文基于线性兴波理论,采用波形分析法,对长江中、上游典型客货船“东38”型进行实船改型研究。在与该型同一主尺度系数的条件下,运用船型可分法的设计思想设计出928船型,并安装了首球鼻以降低其波形阻力。提出了根据实测波幅谱概估球鼻最佳尺度以及球鼻重心纵向位置移动对波形阻力影响的方法。 新设计的球首长尾轴套船型——928-Ⅲ型,球鼻前端完全不突出首垂线外,船后体的推进轴设计成用两个大型长轴套作支撑。在同一设计航速(Fr=0.282) 下,它比“东38”型降低总阻力17.5％,兴波阻力37％,波形阻力32％;提高推进效率20％,节省功率22～27％左右。     

护卫舰球鼻首型线设计的探讨

通过某护卫舰球鼻首设计、模型及１：１实物静态试验，说明护卫球鼻首型线设计时，不仅需要考虑使其外形对外总阻增值最少，还需考虑使其具有良好的声学性能。试验及实船试航证实某舰球鼻首型线设计是合理的。     

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。     

双壳钛合金球鼻首结构的技术研讨

通过对双壳钛合金球鼻首的结构，强度，透声性，抗腐蚀性及工艺焊接性能的综合分析，发现钛合金是一种适用于声呐球鼻首的理想材料，而双壳结构形式能提高板架的强度和刚度，增加壳体的透声率，具有很高的冷弯成型工艺性能，最后还对双壳钛合金球鼻首结构在我国水面舰艇上应用的可行性提出了一些设想。     

大型半潜船球首设计及阻力性能对比分析

为了掌握10万吨级半潜船的船型自主研发技术,文章设计了2种大型半潜船的船型,采用了直立型和短球首型两种不同的球艏,通过其船模静水阻力试验的方式对两型船进行对比,推出阻力性能较优的短球鼻首型式。另外通过对两型船的阻力试验结果进行对比,检验船尾伴流场,为10万吨级半潜船的船舶球鼻首设计提供参考。     

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%。     

多学科优化设计在缓冲球鼻首设计中的应用

船东选用尖锐刚硬球鼻首的倾向与环境保护提倡钝且柔和球鼻首的建议,是相互矛盾的.多学科优化设计(MDO)是一种新兴的设计理念和方法,能够有效地协调这一矛盾.采用协同优化算法和iSIGHT软件,同时兼顾减小碰撞力密度、降低航行阻力和保证结构强度这三者的性能要求,优化了一艘大型集装箱船的球鼻首设计.在满足船东利益和船级社规范要求的基础上,合理地降低碰撞力密度,获得了综合各方效益的和谐解.     

单桨货船的球鼻首阻力试验及其分析

本文对两艘方形系数为0.67左右的单桨货船加装球鼻的阻力试验结果进行了分析。通过对船模阻力的分解,认为这类船的形状阻力成分占总阻力的百分率与兴波阻力成分相当,由此提出了球鼻首设计的依据。根据近30个球鼻在不同装载状态时的试验结果,归纳出一个相应的边界速度公式,以此作为鉴别球鼻效果的准则。文中还对影响球鼻效果的各特征参数作了分析,得出这类球界主要参数的参考值。     

玻璃钢球鼻首导流罩结构设计

介绍了玻璃钢球鼻首导流罩的结构设计方案流程,重点探讨了球鼻首构架形式设计,并利用MSC-Nastran大型有限元分析软件对导流罩强度和稳定性进行校核计算。结果表明:该方案可以满足声纳导流罩的强度和声学性能要求,为以后进行玻璃钢球鼻首导流罩的设计提供参考。     

浅谈球鼻首在川江的应用

本文介绍了球鼻首在川江的应用及实用经验。     

新的节省动力装置——艉球鼻

日本川崎电工株式会社最近在她的下田船厂给一条叫“Sutoretia Maru”的船装了艉球鼻。艉球鼻安装的位置是在船艉中心线部,靠近重载水线。球鼻和船艉产生的水波会相互作用,可以减少海面波浪及船艉逻辑上的阻力,以达到节约动力的目的。艉球鼻理论的研究是在东京大学进行的,该大学在世界范围内是研究波浪产生阻力的权威。在该校的指导下,川崎重工成功地发明了艉球鼻。装上了艉球鼻后,“Sutoretia Maru”在时速20.3海里的时候与她刚建成时比较,能节约5%的动力。在巡航速度上,她每小时增加0.25海里。如果在集装箱船或大型车辆船上装了艉球鼻,每年将可以节约燃油费用七千万日元。     

改进船舶球鼻艏BB分段放样及装配工艺

本文以某型船球鼻艏BB分段首次实现数控放样为例，就运用KCS建模，推进船体造船系统辅助设计放样完成球鼻首线型三相光顺，改变传统手工放样模式作了初步阐述。     

T形槽艏推装置

法国格累诺布尔(Grenoble)市Sogreah“流体技术部”研制了一种具有T形导向槽和通过球鼻首正面纵向进水的艏推装置(图1),它与过去通用的横向导向槽的艏推装置相此,除了改善了船舶操纵性能以外,还具有其他一些优点。     

船首形状对船-冰碰撞性能的影响研究

基于冰的各向同性弹性断裂模型,分别以船首的初速度和冰的厚度为变量,采用LS-DYNA非线性有限元软件对不同船首形状与冰排碰撞问题展开数值模拟研究。研究结果表明,不同形状船首在相同工况下其破冰距离、受到的冰载荷以及能量变化有显著差异。前倾首、飞剪首的破冰能力比直立首、球鼻首强,随着船首初速度的增大、冰厚的增加,飞剪首的破冰能力逐步好于前倾首,球鼻首的破冰能力逐步好于直立首。本文研究对于航行于季节性冰区的船舶具有一定的指导意义。