舰船上层建筑振动特性的数学模型设计

针对当前数学模型无法描述舰船上层建筑振动特性的变化规律,为了提高舰船上层建筑振动特性预测精度,设计一种蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测数学模型。首先对当前各种舰船上层建筑振动特性预测数学模型的优缺点进行阐述,然后采用神经网络对舰船上层建筑振动特性变化规律进行拟合,并采用蚁群优化算法确定神经网络相关参数,最后进行舰船上层建筑振动特性预测数学模型的性能测试。结果表明,蚁群优化算法和神经网络相结合的舰船上层建筑振动特性预测精度高,不仅预测误差远低于当前其他舰船上层建筑振动特性预测数学模型,而且预测效率也得到了改善,为解决舰船上层建筑振动特性预测问题提供了一种新的研究方法。     

船体振动响应预报

利用有限元技术对船体总振动、上层建筑整体和各层甲板局部自由振动频率及上层建筑振动响应进行了预报。介绍了用于振动计算的单层甲板模型、尾部上层建筑模型、全船模型和简化全船模型及应用实例。研究了上层建筑和船体之间的耦合影响，并根据具体算例对各种模型化方法的效果进行了评价。     

基于SVM的大型集装箱船上层建筑振动预测方法

基于支持向量机,采用RBF核函数,以某集装箱船上层建筑舱室振动为训练样本,建立了集装箱船上层建筑舱室振动的非线性回归模型,对该船上层建筑部分舱室振动进行预测。通过对上层建筑振动特征的分析,构造转换系数,提高了模型的通用性,并应用此模型对另一艘集装箱船上层建筑舱室振动进行预测。预测结果表明:应用SVM非线性回归模型对大型集装箱船上层建筑舱室振动进行预测是可行的,预测效果较为理想。     

船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报方法研究

文章推导了船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报公式,将上层建筑整体纵向振动固有频率视为由上层建筑根部刚性固定在主船体上的剪弯振动固有频率和上层建筑根部弹性固定在主船体上的刚体回转振动固有频率两部分串联合成,重点研究了上层建筑刚体回转振动固有频率计算公式中等效刚性系数的取法,并对剪切振动固有频率计算公式进行了修正,给出了考虑弯曲振动影响的修正系数计算公式。采用三维有限元模型计算了6600TEU集装箱船、112000t油轮、35000t散货船、PANAMAX型油船、31000t散货船和12000t货船六条船的上层建筑整体纵向振动固有频率以及剪弯振动固有频率和刚体回转振动固有频率,并且得到了各条船的等效刚性系数,绘制了等效刚性系数曲线。以52000t大舱口货船为例,采用本文方法计算其上层建筑整体纵向振动固有频率,与实测值较为接近,证明文中提出的方法是可行的。     

基于支持向量机的船舶上层建筑纵向振动特性预报

根据支持向量机具有小样本学习、全局寻优和泛化能力强等特点,应用支持向量机对船舶上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测。通过对船舶上层建筑整体振动特性的分析,以23条船的船舶主尺度、上层建筑的层数、类型以及上层建筑各层的长度、宽度和高度作为支持向量机的输入数据,上层建筑整体纵向振动固有频率实测值作为支持向量机的输出数据,建立了船舶上层建筑整体纵向振动固有频率的非线性回归模型。应用此模型对5条船的上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测,预测值与实测值接近。这证明本文方法是可行的,为船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报提供了一种新思路。     

船舶上层建筑振动的最优控制分析

本文讨论了最优控制理论在船舶上层建筑振动控制中的应用。文中将船体和上层建筑简化为相应的船体梁和上层建筑梁模型，并将上层建筑梁的振动响应处理为支承激励下的响应。用模态分析法得到船体梁和上层建筑梁的动力特性（固有频率和固有振型），再用模态（振型）叠加法得到受控前上层建筑顶端的稳态动力响应，接着根据最优控制理论，设定目标函数，求解Riccati方程，得到主动控制力，将其作用在上层建筑梁的顶部，用模态（振型）叠加法得到受控后上层建筑梁顶部的稳态动力响应。以一条50000吨的油船为算例进行数值仿真，受控后上层建筑顶部的稳态振动位移减小了30％，可见最优控制在船舶上层建筑的振动控制中是可行的和有效的。     

超大型集装箱船上层建筑不同布置形式的动态特性研究

以某型10000 TEU集装箱船为例,针对不同上层建筑布置形式,采用有限元法进行全船的振动计算和评估,着重讨论了单岛式和双岛式上层建筑布置形式对船体和上层建筑本身固有频率、振动模态的影响,以及上层建筑在螺旋桨和主机激振力作用下的振动响应差异。该研究方法与结论对于实船设计有一定的借鉴意义。     

散货船上层建筑振动控制多方案对比研究

采用有限元法对一艘散货船进行全船总振动和上层建筑局部振动预报分析。针对上层建筑在螺旋桨激励下的振动问题,提出6种振动控制方案,在减振效果、结构质量控制、舱室布置等方面进行对比分析,选出最优振动控制方案,保证振动性能满足ISO 6 954:2000的振动评价标准,对后续其他散货船上层建筑的设计与振动控制具有一定的指导意义。     

支线集装箱船上层建筑振动及海上加强方案

针对某支线集装箱船在试航过程中上层建筑振动超出许用标准的问题，基于实船振动测试结果及数值仿真有限元振动计算报告，在海上对该船上层建筑的振动原因进行现场分析的同时，结合船上结构形式、内舾装情况以及物料吊和救生艇等设备布置情况，提出切实可行的结构加强方案，在海上直接对上层建筑进行支柱加强。支柱加强后，上层建筑各位置的振动测试结果均满足规范要求，不仅避免了二次试航高额成本，而且也为船舶顺利交付提供了必要条件。     

某集装箱船上层建筑振动控制方法

文中对某集装箱船上层建筑出现的振动问题进行模态分析,找出引起其振动的主要激励源,提出几种增强其刚度的振动控制方案,并将其计算频率结果与激励频率进行对比,采用避开激励频率的方法,给出了上层建筑振动控制的优化方案。经实船振动测试,优化方案的上层建筑振动响应有了显著减少,验证了振动控制方法的有效性。     

40000dwt散货船设计阶段船体振动分析控制

在40 000 dwt灵便型散货船设计建造过程中,为了控制船体出现的有害振动,对船体总体振动、上层建筑总体振动及船体艉部局部结构进行了振动预报分析.对船体总体振动和上层建筑总体振动进行分析,避免与主机和螺旋桨激励发生共振;对于船舶艉部结构,重点关注上层建筑各层甲板工作和生活等重要区域的振动情况,采用结构有限元法分析各层甲板的振动特性,设计时通过调整局部结构刚度并保证一定频率储备来避免共振,为船体结构减振设计提供依据.本文给出了设计阶段船舶总体、上层建筑总体及局部结构振动计算分析方法和过程,可对船舶设计者提供有益的参考.     

29000t散货船上层建筑振动特性预报

近年来，种类货船机舱布置在尾部，高耸而单薄的上层建筑就在机舱之上，螺旋桨脉动压力，主机干扰力激起的上层建筑剧烈振动的事故时有发生。为了在设计阶段对上层建筑振动特性进控制，本文应用上层建筑加船体梁的简化模型分析了２９０００ｔ散装货船上层建筑的振动，在设计阶段预报了该船上层建筑的振动特性，为改进设计提供了依据。计算结果得到ＤＮＶ的认可。与整船体离散模型（节点１００００以上，单元４００００之多）相比，该     

散货船上层建筑振动的初步分析

上层建筑是船舶的重要组成部分,它所产生的有害振动会影响到船舶的安全,文章首先简要介绍了船体上层建筑振动的计算方法,然后建立了29 800 DWT散货船上层建筑的有限元模型,并采用不同网格密度进行了该结构的模态分析。计算结果和结论可为船舶上层建筑的可靠性设计方面提供参考。     

大型集装箱船上层建筑整体振动的分析方法

大型集装箱船上层建筑尺度向更高更短结构形式发展的同时,其固有振动频率的降低容易与螺旋桨、主机及外界的激振力产生共振,从而对船员的工作、生活环境及船体结构安全造成影响。如何分析该型船舶上层建筑的整体振动已成为船体振动研究的重要内容。以某9200TEU船为例,针对影响上层建筑整体振动的装载工况、结构范围、附连水质量及计算网格进行研讨,建立了若干有限元计算模型,推演多个模型结合设定工况的纵向、横向和扭转振动频率,进行大量的模拟计算,取得了分析上层建筑整体振动的可信依据。分析计算成果可供同类船舶在设计论证中参考。     

船舶上层建筑整体纵向固有频率算法研究

将上层建筑视为弹性固定在主船体上的阶梯形变断面高腹梁,采用力学方法推导出了上层建筑整体纵向振动固有频率公式,推导中,仍将上层建筑整体纵向固有频率视为由下述两部分串联合成：上层建筑根部刚性固定在主船体上的剪弯振动固有频率fs;上层建筑根部弹性固定在主船体上的刚体转动固有频率fr.本文重点研究了上层建筑刚体转动固有频率算法。经实船振动测试,证明本文提出的算法是可行的。     

数值计算在VLCC船上层建筑的振动特性研究

超大型原油船(VLCC)是一个国家非常重要的战略船舶,由于我国在VLCC船舶设计和制造方面起步较晚,与世界先进水平还有一定的差距。VLCC船舶的振动问题一直是船舶工业领域需要解决的重点,由于VLCC船舶的上层建筑质量大、体积大,与船舶产生的共振可能会引起严重的事故。本文针对这一问题,分别对VLCC和甲板上层建筑进行振动特性分析,重点研究了VLCC上层甲板的固有频率和振动变形,最后基于Ansys有限元仿真软件,对VLCC船舶的上层建筑进行振动特性仿真。     

基于有限元分析法的船舶上层建筑振动性能研究

上层建筑振动是影响船舶整体稳定性的主要因素,所以对其进行有效分析具有重要的现实意义。本次针对以往基于经验公式建立软件程序来计算上层建筑振动频率,存在精度不足的问题,提出一种有限元分析方法。利用有限元分析法进行船舶上层建筑振动性能研究主要分为两部分:先是选定船舶参数,利用利用Ansys软件进行上层结构有限元建模;后是对该模型进行求解,计算船舶上层建筑振动频率,实现振动性能研究,并与基于经验公式软件程序法进行对比,得出有限元分析法精度更高,结果更接近真实值。     

船舶上层建筑整体振动有限元建模方法研究

对船舶上层建筑整体振动有限元建模方法进行研究,讨论了不同计算模型、边界条件、附加水质量以及装载情况对上层建筑整体振动固有频率的影响.通过对76 000t油轮、110 000t油轮、8 000TEU级超大型集装箱船、174 000t散货船、30 000t散货船和11 800t散货船六条船的计算,对上层建筑整体振动有限元建模问题得到了一些有益的结论.     

某长轴系滚装船的振动问题分析及解决实践

对某系列具有双主机、双可调桨及长轴系布置的大型货物滚装船的轴系、设备及上层建筑的有害振动问题进行调查，基于相关测试及轴系、船体振动计算分析结果，提出应用一种安装于轴系振动较大区域的轴向减振器（SAVD）来降低长轴系振动的方案及在上层建筑最底层甲板下方设计安装8根支柱来缓解舱室振动。通过航行试验验证：SAVD能有效降低长轴系纵向振动水平，轴系振动位移降低约70%；可调桨配油器（ODBOX）的纵向振动速度降低约65%；单独应用SAVD不能完全解决上层建筑振动问题，安装支柱对缓解上层建筑振动起主导作用。对该船振动问题及解决方案的剖析，可为相似问题研究及处理提供借鉴。     

4岛式半潜船的振动特性分析

4岛式半潜船的上层建筑处于边岛位置,结构瘦长且重心较高,虽提高了主甲板载货的空间利用率,但同时降低了上层建筑横向的刚度,在风浪及船上大型机械设备的激励下,易发生较大的横向振动,振动耦合性较强,影响上层建筑生活区的安全性和舒适性.对此,需在早期设计阶段对4岛式半潜船进行有限元分析.利用有限元方法,建立4岛式半潜船的三维数...