基于全三维数字样船的船舶产品信息集成应用研究

数字样机技术已在航空、航天、汽车工业等行业的研制过程中得到广泛应用。由于船舶产品的复杂性和特殊性,基于全三维设计的数字样船技术应用程度相对落后。从数字样机概念与特征入手,结合船舶研制特点,提出了全三维数字样船的概念,对全三维数字样船的特征进行概要描述,分析了基于全三维数字样船的数字化造船技术体系。在此基础上,从国内外数字化造船发展趋势入手,结合船舶产品三维设计、数据管理、生产管理、设计仿真与虚拟建造、精度测量与控制等方面业务需求和信息集成要求,提出了基于全三维数字样船的船舶产品信息集成与应用实施总体解决方案。基于此方案,在液化天然气船进行了应用验证,为实现船舶产品研制体系的转变提供了应用示范。     

高速深V型船新型艏部减阻附体方案设计及模型试验研究

为探索研究高速深V型船新型减阻技术,针对高速深V船型艏部兴波的产生原因及兴波阻力的产生机理,提出了一种压抑船艏兴波以减小兴波阻力的减阻思路,获得了一种新型的船艏抑波减阻附体方法。以某具体的高速深V型船为对象,通过CFD数值模拟进行了目标航速下的抑波减阻附体的设计,在此基础上,利用高速船模拖曳水池进一步开展了深V型船艏部减阻附体方案效果的验证试验。结果表明,所设计的抑波减阻附体在水线长4.24m的船模上实现了目标航速(弗劳德数0.447)下总阻力减小6.67%、剩余阻力减小15.7%的效果,在实船尺度下该抑波减阻技术的减阻效果进一步增大。     

三体船阻力模型试验

介绍了高速排水型三体船模型静水阻力试验。在Froude数0.3-0.8范围内进行了系列试验，研究侧体位置对阻力的影响，详细分析了三体船各船体之间的兴波干扰、剩余阻力曲线特征和阻力成分。通过阻力换算，对三体船、双体船和单体船的有效功率进行了比较，结果显示出三体船在阻力性能方面的巨大潜力。     

信息化海战中舰艇编队作战效能评估指标体系研究

通过建立舰艇单平台装备体系和舰艇编队多平台装备体系的交战模型,分析了信息化海战中海上编队装备体系结构,归纳了信息化海战中海上编队装备体系作战效能的影响因素.在此基础上,提出了信息化海战中舰艇编队作战效能评估多层次指标体系顶层框架,并对编队协同作战能力、战场感知能力、指挥控制能力、兵力兵器交战能力等各层具体指标组成进行了研究.评估指标体系的建立为研究信息化海战背景下的舰艇编队装备体系作战效能提供了有效的理论基础.     

美国海军舰艇自防御系统发展及应用研究

舰艇自防御系统(SSDS)作为美国海军水面舰艇作战系统体系中的重要组成部分,历经20余年先后发展出多个版本,在承担两栖舰、航母等大型水面舰的防空反导任务方面起到了关键作用,提高了舰艇在现代海战中的生存能力。最新版本系统采用开放式体系结构,具备多层次自防御能力,能够较好地配置利用武器资源,大幅缩短了目标从发现到摧毁所需的时间。本文介绍舰艇自防御系统的发展历程,分析SSDS MK2的系统组成、软硬件体系架构、系统的技术特点,并对新一代舰艇自防御系统做出展望。     

舰艇外形雷达隐身优化设计理论与方法

研究了舰艇外形雷达隐身优化设计问题。介绍了舰艇外形雷达隐身防护常用措施和进行雷达隐身性能评估的数值方法,提出外形隐身优化的多层次设计优化模型理论及相关数学表达式。以某型船为例,进行外形隐身截面尺寸优化,将全船隐身设计与常规设计相比较,验证外形隐身设计优化理论的正确性和优越性。     

复杂电磁环境下舰艇编队装备体系作战效能评估研

分析舰艇编队装备体系的概念和系统效能评估的主要方法,依据复杂电磁环境下舰艇编队装备体系特点,借鉴探索性建模与仿真分析思想,构建了复杂电磁环境下舰艇编队装备体系效能评估框架,讨论了基于探索性分析的舰艇编队装备体系作战效能评估过程.对评估中的关键技术进行了深入分析,提出了多分辨率装备体系结构模型、多层次指标体系及其基于作战过程的动态评估方法,为深入开展复杂电磁环境下舰艇编队装备体系作战效能评估研究提供了理论基础与技术途径.     

复杂电磁环境下舰艇编队装备体系作战效能评估研究

分析舰艇编队装备体系的概念和系统效能评估的主要方法,依据复杂电磁环境下舰艇编队装备体系特点,借鉴探索性建模与仿真分析思想,构建了复杂电磁环境下舰艇编队装备体系效能评估框架,讨论了基于探索性分析的舰艇编队装备体系作战效能评估过程。对评估中的关键技术进行了深入分析,提出了多分辨率装备体系结构模型、多层次指标体系及其基于作战过程的动态评估方法,为深入开展复杂电磁环境下舰艇编队装备体系作战效能评估研究提供了理论基础与技术途径。     

逆向设计技术在船模型线数字化检测中的应用

在船模型线数字化检测中,传统方法由于在表面数据曲面拟合过程中,点云数据与重构曲面之间偏差程度过大,会导致曲面重构精度达不到设定的允差要求。为此,分析逆向设计技术在船模型线数字化检测中应用。首先,基于逆向设计技术获取船模型数据,根据曲面几何特征填补空白数据区域,经过矩阵变换统一船模型和测量模型的坐标系,然后依据最小距离法原理完成对船模型线的数字化检测。实验结果表明,与应用其他技术的检测方法相比,基于逆向设计技术的船模型线数字化检测方法误差更小,误差分布区域面积小,其曲面重构精度更高,能够满足设定的允差要求。     

波浪中航行两船模池壁干扰效应的数值研究

对规则波中顶浪并行航行的两船模,基于频域移动脉动源格林函数建立了有效表达池壁效应的三维数学模型,该模型采用分布源积分方法求解近距航行两船模的波浪作用力和运动响应,并利用镜像原理将水池格林函数表示为开阔水域的格林函数和由镜像点源组成的无穷级数.分析移动脉动源格林函数的远场传播模态及其特性可知,当τ>0.272(τ为斯特劳哈尔数)时各传播波模态均不在点源的上游出现,故此时点源波系的影响范围可由环形—扇形波的半楔角确定,在此基础上计及船模辐射—绕射波的池壁反射作用对自身和另一船模的干扰,依据船型要素、水池宽度和两船相对位置,采用六个几何临界半楔角表征船体的辐射—绕射波,提出了并行航行两船模的池壁效应判别方法.数值研究表明:不同镜像次数下水池格林函数的数值差异主要体现在距船艏较远处,在兼顾计算精度与效率的原则下可选取有限项级数的水池格林函数作为积分内核,而池壁效应对近距航行两船运动响应的影响主要体现在长波区.     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

基于数字孪生的船舶预测性维护系统

针对造船技术和需求的发展,使得船舶维护面临着成本不断上升的问题,提出面对高端复杂船舶采用数字孪生技术进行预测性维护。在研究了数字孪生预测性维护模型模型基础上,将其分为创建数字孪生体、数据获取、数据预处理、模型训练、故障预测与诊断和设备维护六个阶段,并分别介绍了各阶段的主要任务和技术。最后分析总结了进行数字孪生船舶预测性维护难点及发展路径。     

舰船数字化制造的若干关键技术

数字化制造正成为推动21世纪制造业向前发展的主流,世界先进造船国家及海军强国广泛地开展了相关技术的研究应用工作.本文根据舰船数字化制造的体系结构及功能需求,提出了舰船数字化制造的若干关键技术及其技术内涵,涉及的主要内容有:舰船数字化制造技术标准及实施规范、舰船工程共享信息库、数字化企业管理与运行模式、数字化并行协同设计技术、舰船数字化建造体系和装备、配套系统设备数字化研制技术等.     

面向船舶制造的MBD技术应用分析

系统研究面向船舶制造的基于模型定义(Model Based Definition,MBD)技术.以船体和舾装为例,定义基于三维模型的船舶三维数据集应用框架,并基于产品结构树建立三维标注模型与数据库之间的关联关系,使得MBD数据的存储与调用更为直观方便.基于二次开发技术建立基本数据集传递规则,提高数据传递效率.开发面向船...     

液货船自动化系统网络的设计

当前船舶自动化的发展方向是利用计算机网络实现船舶机电设备与航海仪器的综合监视、控制和管理,即实现数字化船舶监控。文章论述了计算机网络技术的发展及其在船舶上应用的现状,分析了船舶自动化系统设计的理念对船舶发展的影响。     

基于数字孪生的舰船蒸汽动力总体模型框架研究

[目的]为了实现舰船蒸汽动力系统的数字化、网络化和智能化,提出一种总体数字孪生模型应用体系。[方法]从物理对象、过程要素、生命周期及虚拟空间这4个维度,提出基于数字孪生的舰船蒸汽动力系统总体“四维思想模型”,并创建总体全生命周期的“五阶体系模型”,涵盖概念论证、系统设计、总装建造、试验试航及运维保障这5个典型的阶段。通过引入大数据、物联网、云计算、人工智能和基于模型的系统工程等先进技术,形成由物理层、接口层、数据层、模型层、调度层、功能层及应用层组成的舰船蒸汽动力系统总体数字孪生“7层架构模型”。[结果]舰船蒸汽动力系统虚拟设计分析及试验平台的验证结果表明,数字孪生体系框架可以有效支撑系统方案设计、操作运行分析及试验方案评估,从而实现舰船全生命周期中物理空间与虚拟空间的交互协同。[结论]研究成果可为舰船蒸汽动力系统的总体数字化设计提供参考。     

数字信号接地电阻的自动监测技术的探讨

针对我国目前舰用数字信号接地系统的现状，提出了数字信号接地电阻的自动监测技术，并给出了信号接地电阻的自动监测系统的原理框图、软件流程图及其硬件组成。     

船舶水下噪声测量系统数字传输技术的研究

数字通信技术是未来信息传输的发展方向。我国目前所用的船舶水下噪声测量系统的数据传输主要采用模拟传输技术,存在较多弊端。本文所介绍的是采用数字通信技术实现船舶水下噪声测量的数据传输。主要是采用RS-485总线标准作为接口技术,以半双工的通信方式,通过一根同轴电缆作为数据和电源信号同步传输的介质,实现了水下长距离、高速率的数据传输。     

舰船三维数字化设计关键技术探索

根据现代造船模式的要求,结合实际应用及与先进造船国家的比较,对舰船数字化设计中的关键技术、发展方向和对策作了初步的探索。     

数字化造船设计与建造标准体系先期研究

数字化造船的核心是信息和数据的生成、交换、共享和集成,较之传统的船舶工业流程,数字化造船将更加倚重标准化规范、引导和支撑。文章基于数字化造船设计建造标准的现状,并在此基础上完成数字化造船标准体系中标准的选取与结构的确立。