高耐波隐身船型设计

具有优良耐波性和隐身性的舰船是当前世界各海军强国舰艇平台技术研究的重要发展趋势。以往舰艇的雷达波隐身设计主要是对上层建筑和舰面设备进行外形隐身设计,对主船体很少进行雷达波隐身设计,主要是因为主船体的隐身设计可能会影响其航行性能。为进一步提高舰船的隐身性和耐波性,本文以几千吨级舰艇为对象,在对船体进行隐身设计的基础上,以深V船型作为设计船体水线以下部分的基础线型,通过对底升角、首部吃水、尾部形状、长宽比和底面的凹凸进行优化,对比在不同情况下的耐波性和阻力,对船舶运动及水动力性能进行分析,提出了一种适用于未来隐身水面舰艇的高耐波性船型。     

提高直升机起降海情的频域时域综合预报模式

突破舰船耐波性预报领域里极短期预报用时域分析法、短期预报用频域分析法的框架，从舰船实际运行需求出发，以风浪中预报舰载直升机安全起降时机为例，提出了先用频域分析法优选舰船在风浪中航向航速，再用时域预报方法，准确求出该航向航速上适于直升机起降的时刻，从而使舰—机组合能在较高海情下作业，井为舰船耐波性研究拓宽了领域。     

驱逐舰耐波性与人因中晕动症相关性分析

舰船耐波性不仅是衡量舰船总体性能的重要指标,也对舰船上人员晕动症的发生有直接影响,因此,良好的耐波性设计是保障舰员舒适度和绩效的基础。采用切片法理论编写耐波性计算程序,对DTMB 5415标模进行耐波性计算,得到在迎浪中不同航速下船艏、重心处的垂向加速度响应,分析DTMB 5415标模对应的驱逐舰升沉运动时垂向加速度对人因中晕动症造成的影响,给出驱逐舰耐波性与人因中晕动症的数值关系。结果表明:船艏和重心处垂向加速度理论计算结果正确,准确度满足晕动症预报的要求;计算所得晕动症发生率规律合理,可作为驱逐舰船型晕动症发生率分析和预报,以及人因改善的资料。     

实舰在波浪中六自由度运动的测量

本文介绍本所开发的一种应用于实舰耐波性试验中的舰船六自由度运动的测量系统及其测量及分析方法。该系统由三个角速率传感器，三个加速度传感器以及一台用于数据分析处理的微机组成。     

舰船主尺度论证中的多目标综合评估

舰船主尺度是舰船总体设计中最重要的问题之一,直接影响舰综合航行性能的优劣。为寻求性能综合较优,避免单一性能最优的局面,提出一种多目标综合评估模型,并将其应用于某舰主尺度论证中,首先以满足布置、重量等因素为前提提出多种主尺度方案,再以舰的稳性、快速性、耐波性为目标,根据设计需求分别构造目标函数以及将多目标问题转化为单目标问题的决策函数,通过分析评估优选出3种性能综合较优的方案,使得优化结果更合理有效。     

工程船耐波性设计综合分析评估法

工程船耐波性设计和锚泊定位系统设计在工程船设计中占有相当重要的地位。但目前还没有完全建立一套翔实和有效耐波性设计和锚泊定位系统设计方法。为此,建立了工程船耐波性设计综合分析评估法。首先阐述了工程船耐波性设计综合分析评估法建立的目的和依据,然后通过2400t起重船的耐波性设计的算例,验证了工程船耐波性设计综合分析评估法的可行性和实用性。     

舰船耐波性设计及其评价指标的计算

阐述了舰船耐波性设计的意义，从船舶在波浪中运动的机理出发，在船舶耐波性理论预报的基础上，介绍了船舶耐波性的意义——作业百分数的计算方法，并对1艘万吨级船舶的作业百分数进行了数值计算与分析。     

三体船型——载机舰的潜在新船型

三体船的概念是于1992年在皇家造船工程师学会一次有关费用可承受性舰船的学术研讨会上提出的。三体船型特别适合于海上空军兵力的部署，既可从护卫舰与较小的艇上实现直升机操作使用，又可从大型舰船上部署飞机。描述了伦敦大学学院承担的设计研究方案，概述了两大主题，首先是三体船型具有耐波性优点，从而便于直升机操作使用。当这一优点与三体船的布置相结合时，上甲板的位置使直升机设置定位比在单体船型护卫舰上的位置靠前。耐波性分析以及直升机操作性标准表明了这种结构的优点。第二介绍了伦敦大学学院提出的两种设计方案：其一是一种小型航空母舰方案，其二是裁机两栖突击舰方案。对上述设计方案的关犍特征及其总布置进行了描述，证实三体船型具备布置飞机的优点。此外还表明，三体船型的优点不仅仅限于护卫舰，而且对于大型载机舰的布置方案也具备优势。这些舰载机既包括直升机，也包括固定翼飞机。     

基于低通滤波和经验模态分解的舰船耐波性试验信号分析方法研究

针对舰船耐波性实测信号中趋势项难以消除而影响滤波精度这一问题,采用经验模态分解方法消除趋势项的影响.根据舰船对波浪运动响应的低频特点,在经验模态分解前先进行低通滤波,可使实测运动信号中的谱峰频率处在相对高频位置,减少EMD迭代次数,并使有用信息包含在第一个IMF中,方便对有用模态的识别.还针对实船耐波性试验无法直接获得垂荡位移的实际问题,对垂向运动加速度联合采用低通滤波、数值积分和EMD去趋势项消除积分误差的方法获得垂荡,通过模型耐波性试验以及对实舰横摇角速度采用该方法求得的横摇与实测横摇的比较,验证了该方法在舰船耐波性实测信号分析中的有效性.     

船舶耐波性模糊优化方法研究

创建了一个基于优化平台概念的船舶耐波性模糊优化系统。该系统由优化平台、耐波性计算和型线改造3个子系统组成。利用这一优化系统对大型集装箱船的耐波性能进行了优化，结果说明该优化系统可实现以船舶耐波性因素为目标函数的最优化设计。     

基于参数化CAD模型的船型阻力/耐波性一体化设计

在舰船概念设计阶段,往往需要快速生成阻力和耐波性能兼优的船型。采用基于母型船的船型融合生成方法,实现了参数化船型自动生成。在此基础上,采用iSight优化平台,将参数化船型生成技术与阻力、耐波性计算模型集成,运用多学科设计优化技术实现了船型阻力/耐波性性能一体化设计。优化方法采用多目标遗传算法以获取Pareto前沿。以一艘46 000 DWT油船的型线优化为算例对这个过程进行了具体说明,试验结果表明总阻力降低了3%,验证了这种方法的可行性。     

一种有效近似建模方法及船舶耐波性代理模型构建

船舶耐波性能预报计算过程复杂,会受到诸多设计变量的影响;且采用高精度商业软件如CFD预报船舶性能的计算代价非常高。文章采用拉丁超立方方法进行了设计空间抽样。定义了一个新的综合衡准指标来表达船舶耐波性能,即短期和长期作用下船舶非工作时间百分数。考虑了船舶耐波性能中的五个运动方向：横摇、纵摇、转艏、横荡和升沉。为提高船舶耐波性能计算效率,一种有效的近似建模方法—单参数Lagrangian 支持向量回归算法被用于训练并构建代理模型以预报船舶耐波性能,且该算法是由作者在过去的研究工作中首次提出。以海洋平台支援船（OSV）为例,采用SPL-SVR算法预报船舶耐波性能,并与基于NAPA计算仿真结果、人工神经网络和经典支持向量回归算法进行对比。该文考虑OSV的两种速度,建立了海洋平台支援船短期作用下非工作时间百分数的耐波性能响应面模型,结果显示采用SPL-SVR算法建立的船舶耐波性能响应面模型比较适合船型初步设计的工程实际应用,并具有较高的计算效率。     

船舶耐波性与船舶航速

通过对耐波性的分析,总结了船舶在波浪中航行时的耐波性标准,并提出了船舶在考虑了耐波性标准后应采取的经济航速,为船舶在大风浪中的开航安全评估提供了依据。     

离差最大化方法在船舶耐波性综合评价中的应用研究

采用离差最大化方法对船舶耐波性进行综合评价,引入加权向量和规范化决策矩阵,以及各评价指标的权重和规范化矩阵对耐波性评价的影响,建立了基于横摇、纵摇、垂荡、砰击、甲板上浪、螺旋桨出水和船首垂向加速度的船舶耐波性综合评价体系,并系统阐述了该方法的基本原理和实施步骤.以30组样本数据为输入,对某油船在不同航行状态下的耐波性能开展了评价分析.与耐波性方程评估法相比,该方法理论完备、涵义明确、结果可靠,在船舶耐波性综合评价中具有一定的推广和实用价值.     

基于模糊数学法的舰船耐波性综合评价

运用概率统计及模糊数学方法,在舰船耐波性规范的基础上,研究了舰船耐波性能的综合评价方法.提出了用"综合隶属度"的量化指标,对耐波性能进行综合量化评定.从试验或理论计算结果出发,提出了对舰船耐波性能综合评定的方法、步骤.通过SWATH的算例,证明此方法是可行的.     

海上长球首尾双体风电维护船阻力和耐波性能研究

近年来,海上风电场迅猛发展,风电维护船成为迫切需求。借鉴小水线面双体船优良的阻力性能和穿浪双体船优秀的耐波性能,根据中国海上风电场维护船航行的环境和使用特点,选用阻力和耐波性能优良的长球首尾双体船型作为风电场维护船型。在此基础上采用CFD数值仿真计算阻力性能,运用NAPA软件计算耐波性能。从而得到不同条件下较优良的船型,为海上风电维护船的设计提供一定的参考和借鉴。     

高耐波性排水型单体复合船型试验研究

以某一常规单体圆舭船型为母型,研究开发了一高耐波性单体复合型。选取三个单体复合船型方案模型进行了静水阻力、规则波及不规则波试验。分析了构成复合船型的组合附体的线型、尺度与安装位置对阻力和耐波性的影响,优选出一耐波性优良的复合船型。试验结果表明,所开发的单体复合船型可显著抑制舰船的纵向运动,具有合理的线型、尺度和布局的组合附体所形成的单体复合船型,对原船的静水阻力影响不大。该船型的开发对大幅提升常规单体排水型舰船的耐波性具有较大实用价值。     

4000t级单体深V复合船型阻力及耐波性能

单体复合船型是基于减纵向运动组合附体技术研发的高耐波性船型。基于性能优良的圆舭船型进行深V船型线型设计,再应用减纵摇组合附体技术,生成深V单体复合船型,使其耐波性得到大幅提高的同时对静水阻力影响较小。本文基于某四千吨级圆舭船型,经过深V改造生成深V主船体,并设计匹配的首部组合附体和尾板,生成四千吨级单体深V复合船型。通过合理的主船体和附体构型设计和水动力布局,有效降低深V船型兴波阻力。经模型试验验证表明该单体深V复合船型对静水阻力影响不大,耐波性得到大幅提升。     

国外核动力潜艇耐波性理论预报

采用STF理论和Frank源分布-紧密拟合法对国外核潜艇潜望状态进行了纵荡、垂荡、纵摇、横荡、横摇、艏摇和垂向加速度等波频运动耐波性理论预报.给出了不同航速、航向时的规则波运动响应和不同航速、航向、波高、波浪平均周期时的不规则波运动统计值.对典型艇型进行变化稳心高、纵向和横向惯性系数计算.最后对各艇进行了耐波性能比较.     

某豪华游轮在波浪中的耐波性能预报(英文)

The seakeeping performance of a luxury cruise ship was evaluated during the concept design phase. By comparing numerical predictions based on 3-D linear potential flow theory in the frequency domain with the results of model tests, it was shown that the 3-D method predicted the seakeeping performance of the luxury cruise ship well. Based on the model, the seakeeping features of the luxury cruise ship were analyzed, and then the influence was seen of changes to the primary design parameters (center of gravity, inertial radius, etc.). Based on the results, suggestions were proposed to improve the choice of parameters for luxury cruise ships during the concept design phase. They should improve seakeeping performance.