潜艇超空泡技术应用分析

结合目前国内外超空泡技术的发展,论述发展超空泡潜艇的必要性,介绍了超空泡技术基本原理。依据超空泡鱼雷的配置,提出“变形空化器”的概念;论证超空泡潜艇推进和控制系统的选择;分析导引设备和尾舵的作用以及可能出现的问题。结合4种超空泡航行体稳定模式,分析超空泡潜艇水下稳定性问题,提出超空泡潜艇发展设想。结合对潜艇操纵研究,分析超空泡潜艇的水动力特性问题。同时,对 Suboff潜艇模型进行了流场特性的仿真计算,结果表明：潜艇的头部、指挥室的迎风面、指挥室的两侧艇体和潜艇的尾翼均存在一定的沾湿区域。基于此结果,提出相应的改进方案。对超空泡潜艇未来主要工作进行展望。     

Analysis of the accident of the MVNakhodka. Part 2. Estimation of structural strength

In the early morning of January 2, 1997, a Russian tanker, the MVNakhodka, broke in two in the Sea of Japan. The fore part of the vessel drifted and was stranded on the coast of Japan, and the aft part sank. The coast of Japan was seriously polluted by spilled heavy oil. Following this disaster, the Japanese Government established a Committee for the Investigation of the Causes of the Casualty of theNakhodka. This paper deals with the structural strength of MVNakhodka at the time of the accident. First the structural characteristics of theNakhodka are described, and the reduction in thickness of the structural members are estimated based on the data measured on the fore part of the vessel which drifted ashose. Then the ultimate longitudinal strength of the hull girder at the time of the accident is evaluated by applying Smith's method, and the possibility of break-up collapse due to excess loads is discussed. The mechanism of fracture at the bottom plate is also discussed based on the observed fracture surfuce of the cross section. Finally an FEM (finite element method) simulation of the break-up of the hull girder is performed. It is shown that buckling/plastic collapse took place at the deck plate near Fr.153, which was followed by the successive buckling collapse of the side shell plate of the hull girder. Right after the collapse of the deck structure, the bottom plate fractured just in front of the transverse bulkhead at Fr.153. This article is based on an article that appeared in Japanese in the Journal of the Society of Naval Architects of Japan, vol. 183 (1998).     

含初始挠度加筋板的极限承载能力分析

舰船长期服役,甲板结构易产生初始挠度变形,这会对甲板承载能力带来不利影响.加筋板作为船体甲板结构的主要构成单元,研究初始挠度变形对其极限承载力的影响具有重要意义.为了确定初始挠度变形对加筋板极限承载力的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对极限载荷的影响和典型位置的应力特性,并得到初始挠度对加筋板极限载荷的影响因子计算方法.计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板极限承载力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的长宽比、厚度和加强筋间距等因素的影响.     

澜沧江-湄公河航道哈乐滩碍航特性及整治措施

澜沧江-湄公河航道上哈乐滩具有弯、浅、险、窄、急等特点。根据现场调查资料,结合数学模型计算结果,分析了哈乐滩成滩原因及碍航特性。哈乐滩右岸楠罗河山洪冲出的石块及大卵石堆积在溪口形成冲洪积扇,近年来冲积扇发育,进一步侵占河床泄水断面,同时岸线凹凸不平,导致滩险上段水流弯曲,中段坡陡流急,船舶枯水上滩困难。针对哈乐滩滩险成因及碍航特点,提出炸礁和修筑整治建筑物结合的措施,解决滩险碍航问题。     

阻尼处理多向加筋板的振动响应及声辐射

针对三种加强筋且横向加强筋为大小两种不同结构的典型加筋船板,考虑船板的弯曲振动,并计及船板内侧敷设粘弹性阻尼材料的阻尼处理和船板外侧重流体作用力,借助无限大板理论和经典波动法,建立了解析数学模型,导出了加筋船板在宽频单位力作用下的振动响应和远场水声辐射计算方法.通过典型实例的数值计算,讨论了小筋、阻尼等主要设计参数对辐射效果的影响.本文的研究成果对水声学工程设计有一定的指导价值.     

《民法典》对抵押制度的修改以及对船舶抵押权产生的影响

船舶抵押融资对造船业、航运业有着至关重要的影响,事关抵押权人、抵押人以及买受人三方之间的利益.过去的立法对抵押财产转让的条件以及正常经营活动中买受人规则的适用范围等做出了严格限制,以此来保护抵押权人的利益.2020年5月28日正式通过的《民法典》对原有抵押制度进行了一系列的修改,改善了实践中抵押权人、抵押人和买受人三方...     

螺杆式滑油泵异常振动故障诊断

某船用螺杆滑油泵出油管路振动烈度高达257. 7 mm/s,文章测量了该泵和另一台同型号泵的管路、泵体的振动速度和振动加速度波形,并逐一进行比较分析。管路振动速度波形和频谱表明,故障泵振动不稳定,速度频谱中存在明显的异常频率成分。泵体振动加速度波形分析结果表明,正常泵高频脉冲信号出现的频率与泵的正常排油频率对应。故障泵高频脉冲信号出现的频率明显不规律,说明故障泵的螺杆配合存在问题。泵体高频脉冲信号对于螺杆泵的状态监测与故障诊断具有重要意义。     

舰船防护水舱在接近爆炸载荷作用下响应的理论研究

防护水舱作为抵御反舰武器爆炸破片和冲击波效应的有效手段之一,在舰船防护结构中经常被采用.爆炸冲击波是一种瞬态的作用,水舱在这种瞬态冲击载荷作用下的响应涉及内、外板以及舱内水的相互作用,其响应机理十分复杂.迄今为止人们还没有对其进行比较完整和严格的理论分析.文章通过适当的假设,对防护水舱内外舱壁在接近爆炸载荷作用下的响应机理进行了理论分析,推导出了水舱内、外板的响应计算公式,并做了算例研究.文中的研究对防护水舱这种特殊结构抵御爆炸冲击波的机理有了进一步的理论解释,并对其设计提出了可供参考的依据和原则.     

波浪作用下带式舟桥的水弹性响应研究

对于设计和使用在波浪和流作用下作业的浮桥,充分了解其水弹性性能尤为重要.就在国防和桥梁工程中极为重要的带式舟桥而言,预报其在波浪中的水弹性响应在实际工程中就显得十分必要.该文主要研究带式舟桥在波浪作用下的水弹性性能.首先,简要地介绍了预报浮桥动力响应的不同方法及它们与试验比较的结果;其次,在三维水弹性理论的基础上采用模态叠加法对带式舟桥的有限元模型进行了水弹性分析,同时与十分之一模型试验结果做了比较(该试验由上海交通大学海洋工程国家重点实验室承担).研究表明,文中的方法计算分析波浪中浮桥的水弹性响应是可行的.     

Numerical analysis of vortex-induced vibration on a flexible cantilever riser for deep-sea mining system

The flexible cantilever riser, as a special form of the marine riser, can be encountered in a deep-sea mining system, where the bottom of the long vertical lifting pipeline is connected with the intermediate warehouse. The main objective of this paper is to investigate the effects of the bottom weight caused by the intermediate warehouse and the flow speed on the dynamic responses of the cantilever pipeline. A quasi-3D coupling algorithm based on the discrete vortex method and finite element method is employed to calculate the unsteady hydrodynamic forces and vortex-induced vibrations of this pipeline in the time domain, respectively. We first simulate the VIV of a long flexible riser with two fixed ends in a stepped flow to validate the feasibility of the present method. Then, systematic simulations of cross-flow VIV of the cantilever riser are carried out under a wide range of bottom weights and different current speeds. The number of the vibration mode shows the decreasing tendency with the increase of the bottom weight. In a certain range of the weight, the number of the dominant mode remains unchanged, while the vibration amplitude declines with increasing weight. An amplitude jump phenomenon can be observed when the transition of the dominant mode in two contiguous mode clusters occurs. Moreover, the higher-order modes are excited with the increase of the current speed.     

关于长江水路货运发展的思考

近年来长江水路货运增长势头快,货运成为了长江航运的主体。对于货运业来说,长江作为黄金水道的意义更加明显,因而研究长江货运建设思路具有十分重大的意义。该文先分析了长江水系货运市场的现状,在挖掘长江货运所存在问题的基础之上,提出了长江货运建设的思路。     

船体分段下胎封固支撑位置优化算法的研究

分段下胎封固是分段建造过程中的一个工艺环节,它关系到分段后续装配过程的精度控制。文章在船体分段下胎封固的一般工艺原则指导下,对分段下胎封固的支撑点设计进行了研究,通过计算分段在下胎封固之后的变形,以结构变形量最小为优化目标,采用随机行走法对封固方案进行了优化。以某一双层底分段为例,对优化之后的分段变形量进行了分析,结果符合预期,表明该优化算法可以用于分段的下胎封固支撑点优化设计。同时,文章利用MATLAB开发了针对下胎封固工艺方案设计的可视化界面。     

轴系法兰连接螺栓数量对振动的影响

法兰连接螺栓数量改变了轴系连接的刚度,从而影响轴系的振动。以某集装箱船推进轴系为研究对象,采用有限元仿真方法,通过改变艉轴和中间轴法兰连接的螺栓数量,分析其与轴系振动间的关系。研究结果表明:增加螺栓数量会增加轴系连接刚度,使轴系低阶固有频率增大,高阶固有频率减小;在发生共振时,靠近螺旋桨端节点的共振幅值较大,远离螺旋桨端节点的共振幅值较小。因而在选配螺栓数量时,应以控制螺旋桨端共振幅值为主;而增加螺栓数量会降低该处的共振幅值,但降低程度逐渐减弱。因此,在选配螺栓数量时,要综合考虑装拆等实际问题,并在规范允许的螺栓数量范围内进行适当调整。     

复杂轴承支撑结构动力学特性的有限元方法研究

复杂轴承支撑结构由多个子结构组合而成,从而形成多个接触面.研究表明,这些接触面的存在对结构的动力学特性有着显著地影响,其对振动信号的衰减与反射是振动信号提取过程中的一个难题.针对这个问题,建立轴承支撑结构的有限元模型,利用Ansys Workbench对结构进行模态计算和传递函数的计算,采用与整体结构对比研究的方法,考虑螺栓预紧力的变化对结构振动特性的影响,分析结构受冲击载荷激励时响应的特点.结果表明,随预紧力的增大,各阶模态呈增大趋势,螺栓结构对高频信号的衰减作用更加明显,轴承故障信号在复杂传递路径中难以有效的传递.     

船舶推进轴系孔径比取值范围的优化研究

本研究优化船舶推进轴系孔径比的取值范围,使轴系的综合力学性能达到最理想的状态,目的是在船舶设计时,帮助船舶设计者快速确定轴系的最佳孔径尺寸。文章以某散货船的轴系为研究对象,在考虑船舶螺旋桨偏心力的情况下,建立了轴系危险截面的等效应力和抗扭强度的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件,对不同孔径比艉轴的危险截面的等效应力和抗扭强度进行了对比分析,并且进行了校中情况对比分析研究。将理论值和实测值进行对比,发现理论值和实测结果拟合的非常好。经过对比研究发现,船舶轴系的综合力学性能比较优越的孔径比范围是0.21~0.28,在此范围内,轴系校中效果也比较好。该研究方法为船舶轴系的设计提供了分析依据。     

重大工程中的断裂构造探测

工程建设中的断裂构造对场地稳定和建筑物安全的影响已经引起了重视,针对断裂构造成因复杂、大小不一、埋藏深度不一、内含物的成分及性状差异极大,造成对断裂构造探测的针对性、直观性不足的问题,进行探测技术路线和探测方法的研究和论述,采用基于区域地质条件分析,运用多种手段对表部和隐伏的断裂构造进行深入的探测方法,探测成果直观、可靠,对工程建设宏观的安全性评价、研究场地内断裂构造对工程的影响提供详尽的资料。结合上海洋山深水港区LNG码头和后方堆场工程,验证该探测技术路线和方法能有针对性地、直观地探测工程场地内的断裂构造。     

基于三维切削理论的绞刀载荷分析*

绞吸挖泥船在作业过程中,绞刀载荷对施工影响显著。由于刀具作用于岩石和土壤的过程是三维的,针对传统的二维切削理论在绞刀载荷分析上的不足,研究了适用于绞刀的三维切削理论。研究二维切削情况下绞刀齿和被切削岩土块的力学平衡方程,提出了用于绞刀载荷分析的力学模型。在绞刀齿的三维坐标矩阵的基础上,进行载荷的坐标变换,给出绞刀的横移载荷、对地载荷和顶推载荷的表达方式。实例计算表明,所提出的绞刀的力学模型可以用于绞刀载荷的计算和分析,对于绞刀的设计和绞吸挖泥船的安全施工具有一定的指导价值。     

海港工程活动式防浪结构有限元分析

针对一种新型海港活动式防浪结构,基于有限元法建立4种分析模型进行模拟计算。对比分析可知,利用接触面上节点自由度耦合方式创建的有限元模型更适用。运用上述有限元模型,分别对活动式防浪结构的应力、位移和螺栓内力进行求解,以及分析钢材厚度变化对组合结构力学性能的影响。结果表明:钢构件下端拉、压应力较大,需重点加强;板厚越小,组合结构的应力和变形越敏感。结合防浪结构的安全性和经济性,提出设计和优化要点,为工程应用提供参考。     

长江中游燕子窝水道航道整治工程设计

燕子窝水道是长江中游航道重点碍航浅滩段之一,具备顺直分汊的平面特征,分汊口门易形成碍航浅滩,出现散乱型浅滩时碍航程度最为严重。三峡工程实施后,水道出现了不利调整。已建整治工程实施后,关键部位得到守护,但随着三峡工程的影响程度逐渐加深,燕子窝水道仍出现了不利的调整变化,航道条件仍不稳定。通过对已建工程实施前后燕子窝水道河床演变及碍航特性的分析,提出治理思路及方案,并进行结构设计,重点对新老工程衔接进行细化和优化处理,可为长江航道类似整治工程设计提供经验。     

舰船纵倾均衡移水过程瞬态噪声控制试验研究

本文模拟建立了舰船纵倾均衡移水试验系统,对不同移水压力、电液球阀启闭时间、管路固定方式等条件下移水过程中的瞬态噪声进行研究.结果表明:纵倾移水过程的瞬态噪声值呈曲线波动状态,最大振动加速度级和最大空气噪声值均发生在电液球阀关闭过程中,随着移水压力的增加,最大噪声值逐渐增大;电液球阀快速关闭时,移水管路存在明显的水锤现象,延长电液球阀的关闭时间,可以有效抑止系统水锤的冲击,降低移水过程中最大瞬态噪声值;移水管路采用弹性支撑方式,可有效降低移水管路的振动噪声.