潜艇操纵性自航模试验系统设计与组成

介绍一种潜艇自航模试验系统。通过对自航模的整体构造、内部各系统功能实现的阐述,从理论上对自航模试验技术的可行性进行综合分析,并在实际试验中验证,提出了需要进一步研究的问题。结果表明:自航模试验系统的功能能够达到设计要求,发展自航模试验技术具有较强的理论及现实意义。     

穿梭艇尾部特征分析

以一艘用于沿海巡逻的高速穿梭艇为研究对象,利用SHIPFLOW中的势流方法,基于Dawson方法的面元法,计算穿梭艇的兴波及流场问题。在尖尾母船的基础上,分别改变船长和船宽2个船型要素,产生不同的方尾线型,比较不同的方尾线型对船舶兴波阻力和波高的影响,形成兴波阻力最优的尾部线型方案,为尾部进一步的优化提供参照。     

自航模运行轨迹自动跟踪系统研究

通过对自航模运行特点的研究,研制出一套利用伺服系统驱动的单台摄像机自动跟踪系统,主要由水平旋转伺服系统、垂直旋转伺服系统和安装在伺服系统之上的工业相机组成。系统对图像进行采集和处理,并与伺服系统形成闭环。当船模成像到达图像正中心后,采集当前水平与垂直伺服系统的角度,计算当前船模坐标,并与上一坐标点进行关联,绘制运行路径。通过实际测试,该系统运行稳定,轨迹定位精度满足工程要求。     

自航模试验数据计算机遥测及实时显示系统

介绍用于自由自航模试验数据和无线遥控测量及实时显示的计算机系统,探讨该系统的硬件组成和基于Windows平台的软件编程关键技术。     

自航模试验数据计算机遥测及实时显示系统

介绍用于自由自航模试验数据无线遥控测量及实时显示的计算机系统,探讨该系统的硬件组成和基于Windows平台的软件编     

基于CAD与CFD的穿梭艇局部船型特征分析

穿梭艇船型是一种针对恶劣航行条件下的高速船艇需求提出的,具有内倾式船首的、单体、高速、穿浪、排水型船。论文基于CAD和CFD技术,对影响穿梭艇在静水中阻力和兴波性能的首尾部若干局部船型特征进行了对比分析,揭示了不同船型特征下的穿梭艇性能特性间的差异,为以后相关船型的设计开发提供了有益的参考。     

船舶操纵性自航模试验不确定度分析

船舶操纵性自航模试验是评估船舶操纵性能的重要技术手段,试验的不确定度是检验模型试验结果的重要标尺,是模型试验数据分析的一部分.国际上尚未形成完整的操纵性自航模试验不确定分析方法.论文以ITTC推荐的操纵性自航模试验不确定度分析导则为基础,采用ISO-GUM方法构建操纵性自航模试验不确定度分析方法,并以一艘集装箱船为研究...     

潜艇遥控自航模螺旋桨噪声测量分析方法

本文在噪声（1）的基础上提出了一种新的潜艇模型螺旋桨的噪声测量方法,文中较为详细地表述了基于短时傅立叶变换技术应用潜艇遥控自航模进行螺旋桨噪声的测量分离过程。作为实验的第一步,文中还给出了潜艇遥控自航模航行时的噪声测量结果,螺旋桨噪声的分离工作将在下一步完成。     

基于CAD与CFD的穿梭艇局部船型特征分析

  目的  为了将高速与高耐波性能相结合,上海交通大学开发了高速穿梭艇系列复合船型,目前已发展出单体、双体和三体船型。  方法  介绍高速穿梭艇系列船型的新进展和船型设计特点,并通过数值水池实验对高速穿梭艇系列船型在静水中的直航性能进行研究。数值水池通过求解URANS方程和采用重叠网格技术来预报船体受力和运动。  结果  数值水池实验结果表明,高速穿梭艇系列船型具有优良的快速性和航行姿态,船体兴波和飞溅随船型的不同而有所差异。  结论  展示了多种创新的船舶设计方案,可为研究人员提供定量和定性的参考。     

一种气垫船自航模远程控制方法

由于气垫船自航模自由航行不受约束,且距离岸基有一定距离,其远程无线控制尤为关键.在保证远程控制指令数据长距离传输稳定的同时,气垫船自航模其自身操作的复杂性,也应保证其远程控制系统具备大量数据互换的能力.该文针对用于无约束状态下的模型试验气垫艇船自航模远程控制方法进行详细介绍,其中包括气垫船自航模自控系统与远程控制实施方法.此自控系统的控制方案是以SIMATIC S7-1200系列为基础设计的控制系统,同时无线远程控制选用的是ZP3000系列,以4G进行传输达到离岸控制的目的.该控制方法经实际试验验证能进行有效远程控制,是研究气垫船自航模的重要技术手段.     

模糊自适应PID控制算法在自航模运动控制中的应用

当前船舶制造和海洋航行迅速发展,对船舶的操纵性提出更高要求。为了模拟船舶在实际航行中的操纵性,通常建立自航模模型模拟船舶的横向运动和轴向运动。本文主要针对当前已有的自航模运动控制模型,引入模糊自适应PID控制算法模拟船舶的航行控制。通过建立自航模模型并对PID控制器和模糊自适应PID控制器进行仿真并比较,可以得知模糊自适应PID控制算法可以显著提高自航模的横向运动和轴向运动的响应速度及稳定性。     

VLCC波浪中操纵性数值预报与自航模试验验证

超级油轮(VLCC)由于其自身惯性大、方形系数大等特点,其操纵性与一般的大型船舶存在很大差异,因此对其操纵性特别是波浪中的操纵性进行研究就显得尤为重要。目前国内鲜有研究人员对不同波陡、初始浪向角下VLCC波浪中的操纵性进行详细和深入研究,本文采用一种新型自航模系统的操纵性试验和数值模拟的方法对不同波陡规则波下VLCC波浪中的操纵性能进行了研究。在试验中,通过改变波浪参数,重点研究分析了不同波陡、初始浪向角对VLCC操纵性的影响,并与数值模拟进行比较,结果吻合良好。     

水声式自航模同步定位系统研究及应用

针对潜艇模型水下运动的定位问题,研究一种采用同步测距方式进行水声定位的试验用定位系统.通过对同步定位技术的数学模型以及影响系统的定位精度的几种因素的分析,提出相关改进措施;通过对几何定位精度的计算机仿真,证明布阵方式的选取对最后的定位结果有影响.试验结果表明,水声定位系统对水下自航模的定位能够达到较高的精度,较好地满足了试验的要求.     

单桨单舵和单桨双舵的自航模操纵性试验对比分析

本文介绍了某单桨艇为验证单舵和双舵两种舵方案的操纵性而进行的自航模操纵性试验,并对试验结果进行了分析比较,指出自航模操纵性试验是验证舵方案优劣的有效手段.     

全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法研究

惯性导航系统以其精度高、自主、隐蔽性强等特点得到越来越多地应用。海上试验在整个惯性导航系统设计、研制、交付使用过程中扮演重要的角色。通过探讨全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法,并经实践证明了方法的可行性,为惯性导航系统在高速艇上的安装、试验积累了经验。     

基于遗传算法的潜艇自航模水声定位系统定位站布置研究

根据自航模试验中水声定位系统遇到的具体问题,抽象出了三种优化模型,并且提出了衡量特定阵型定位精度的目标函数,编制了适用于该优化模型的遗传算法程序,通过优化模型Ⅰ验证了该程序的正确性。此后,利用该程序分别计算出了模型Ⅱ、Ⅲ定位站最佳布置位置,得出水下布防2个水听器形成十字阵为最佳布阵型式这一结论,总结出新的布阵方法,即在岸边先选取距离尽量远的两个点布防水听器,之后在两点连线的中垂线附近布防两个水下水听器,具体位置可以通过遗传算法算出。     

新概念高速穿梭艇系列船型及其直航性能

  目的  为了研究船舶在波浪中约束模与自航模运动特性的差异以及船舶轴系功率特性,开展船舶波浪中自航性能数值仿真预报。  方法  首先,选取KCS船模和KP505桨模,采用URANS方法进行船舶波浪自由直航CFD模拟;然后,基于自研URANS求解器HUST-Ship与自研结构化动态重叠网格代码HUST-Overset,以及改进型体积力螺旋桨推进模型,对船舶在不同波浪条件下的运动响应进行耦合求解,包括两自由度KCS约束模运动仿真和三自由度自航模自由直航仿真,并对比这2种方法预报船舶运动特性的差异;最后,采用对数分析法得出波浪中船舶自由直航功率增加的主要成分及其具体占比。  结果  KCS船模在波浪中自航时,推进效率和波浪增阻对功率增加的贡献占比分别为23%~26%和74%~77%,即波浪增阻占比较大。  结论  因此,降低波浪中功率增加的最有效方法是减小船舶运动以降低波浪增阻。     

波浪中船舶操纵性数值预报及自航模验证

基于统一理论,考虑横荡、纵荡、艏摇平面三自由度操纵和横摇耦合,建立四自由度模型,按照MMG模型将船体上的力分为船体力、螺旋桨力和舵力,采用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶在波浪中的操纵性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过对比仿真数据与自航模试验数据,验证了模型的准确性。预报了在不同波浪工况下的船舶操纵性,验证了二阶力是船舶回转漂移的主要原因。比较了不同波高对船舶在波浪中操纵性的差异,研究结果表明:波高越大,船舶回转的纵向和横向漂移越明显,并且Z形试验中的第1超越角和达到时间越长。

     

气层对滑行艇推进性能影响的试验研究

在中国船舶科学研究中心拖曳水池中，通过滑行艇模型自航试验，研究了艇底气层对滑行艇推进性能的影响，结果表明：气层对采用水螺旋浆推进的滑行艇推进性能的影响不大。由于气层影响，当滑行艇处于过渡状态时，推进效率略有增大；当滑行艇处于滑行状态时，推进效率略有减少。在饱和气流量时，阻力及主机功率最大减幅可达20％。