三维水弹性分析中不规则频率消除及在船舶上的应用

三维水弹性力学是求解浮体和波浪流固耦合作用的重要方法,在求解时存在不规则频率的问题,这些不规则频率的存在会对高频波激振动响应的判断和二阶波浪力的精确计算产生影响。论文采用在水线面建立网格和扩展边界积分方程的方法来消除不规则频率。通过圆柱形浮体的计算,验证该方法在三维水弹性响应计算中的有效性。在此基础上,将该方法应用于一艘散货船,对比了不规则频率处理前后的水动力系数,并给出了船体的水弹性响应。计算结果表明,将不规则频率消除方法应用于三维水弹性响应的计算,可以获得更好的结果,显著改善不规则频率点处的水弹性响应。     

声介质中水弹性力学消除不规则频率的方法

文章根据简单源方法（源汇分布法）中不规则频率的产生机理,在内部流场中引入一个虚拟阻抗封闭曲面用于吸收声振能量,消除内部流场的共振现象,以此消除不规则频率。将该方法与现有的水弹性力学简单源求解方法相结合,应用声介质中水弹性力学计算程序THAFTS求解了一球形浮体涨缩振动和刚体平动的声阻抗,通过与解析结果的比较,验证了文中所述的方法能较好地消除不规则频率。同时进一步计算分析了内部虚拟阻抗曲面的大小以及曲面上声阻抗的大小对消除不规则频率效果的影响,为该方法的实际应用提供了理论指导。     

系泊系统耦合动力分析不同解法的比较研究

Newmark-β迭代法和Adams-Moulton法是系泊系统耦合动力分析中广泛使用的两种求解方法.文中运用这两种方法对系泊线进行动力分析,在验证了算法可靠性基础上,分析了两种方法在计算稳定性和效率方面的差异.结果发现:对系泊系统这两种算法拥有相似的计算精度,其中Newmark-β迭代法能适应较大的时间步长,稳定性更好;而Adams-Moulton法的计算效率随时间步长的增大提高很快,但增大步长Newmark-β迭代法的计算效率影响不大.     

有限水深格林函数及其导数的改进Gauss-Laguerre算法

文中对计算有限水深自由面格林函数及其导数主值积分的Gauss-Laguerre算法进行了两点改进,一是通过约分从被积函数中分离出可由公式直接求解的部分,降低了被积函数其余部分中积分变量的阶数,二是采用无限水深格林函数的主值积分和指数积分相结合的方式来消除被积函数的奇异性,这两点改进不仅极大地改善了被积函数的收敛性,使获得满意精度所需要的高斯积分点数目大大降低,计算效率显著提高,而且解决了传统方法中计算频率较高时计算结果失真的问题.计算结果表明,该改进方法求得的水动力系数和法国BV船级社的Hydrostar软件的计算结果吻合良好.     

预条件GMRES(m)算法在钻井隔水管力学分析中的应用

常规的线性方程组解法很难求解钻井隔水管力学计算过程中的大型稀疏非对称线性方程组.以"海流+表面波+内孤立波+平台纵荡运动"叠加作用下的深水钻井隔水管为例,对比6种大型线性方程组的数值解法并结合Wilson-θ法进行有限元编程求解,优选出了预条件的重开始广义极小残量法(i LU-GMRES(m)).研究表明,采用i LU-GMRES(m)算法求解隔水管力学计算中的大型方程组时,每个时间步迭代6次即可使迭代残差降低到10-20,降低了中间数据的内存占用量,提高了数值计算效率和精度;实例表明,内孤立波显著扩大了隔水管动力学的幅值包络线,并在内波分界面处对管体施加强剪切作用.     

基于最小化振速重构误差的等效源分布优化方法研究

针对波叠加法计算声场存在的预报精度受等效源分布位置及计算频率影响的问题,研究了使用预报的声压逆向求解结构边界法向振速时存在振速重构误差的问题,推导了声压预报误差与振速重构误差之间的解析关系,研究发现减小振速重构误差能够降低声场预报误差.为提高波叠加法的声场计算精度,提出了一种基于最小化振速重构误差优化确定等效源位置分布的方法,并设计了一种频率阈值准则来确定一定数量等效源所适用的计算频率范围.通过数值仿真和试验对所提方法进行了验证,结果表明所提方法能够有效降低声场预报误差,可用于实际声场计算.     

SUBOFF潜艇非线性流动噪声数值预报研究

目前常用的预报非线性水动力噪声的方法是可穿透积分面FW-H方程，但是当涡量穿过积分面的瞬间会产生虚拟的声压信号，导致计算准确性下降。论文基于原始的FW-H方程预报线性噪声，使用直接体积分方法预报非线性噪声，消除虚假信号干扰，并结合双网格方法来降低计算量。使用开源CFD工具包OpenFOAM求解器进行流场大涡模拟及声学预报计算。以SUBOFF潜艇为研究对象，从近场和远场角度分析非线性声压频域分布特征，并对双网格方法的计算精度和效率进行了分析。研究结果表明，在声网格尺度合适的前提下，双网格方法能够显著提高非线性噪声的计算效率并保证计算精度。     

时域有限水深格林函数及其导数的数值计算

精确快速地求取有限水深格林函数及它的导数是应用时域法求解有限水深水动力学问题的关键.通过对有限水深格林函数在不同区域渐近特性的分析,给出了使用多维Chebyshev多项式和渐近展开式快速近似计算有限水深格林函数及它的导数的方法.近似方法与直接积分方法的比较表明近似方法的计算工作量大幅减少,可以给出足够精度的计算结果.     

弹性边界刚度对充液圆柱壳耦合频率的影响分析

研究了弹性边界刚度对充液圆柱壳的振动特性影响。基于Flügge理论并考虑流体的影响,根据波动法建立弹性边界条件下充液圆柱壳的耦合振动特征方程,采用一种改进傅里叶级数的计算方法得到弹性边界条件下的轴向波数,将求得的轴向波数代入耦合方程并利用牛顿迭代法求解方程得到耦合频率。通过与两种边界条件下充液圆柱壳的计算结果进行对比,验证了文中研究方法的有效性和正确性。通过算例,分析了在边界约束刚度变化过程中,充液圆柱壳的耦合频率在不同轴向波数、壳体尺寸等因素下的变化规律。     

单折线体外索对简支钢梁自振频率的影响

结构的自振特性关系到结构的健康安全,预应力系统作用到结构上会影响结构的自振频率.为考察体外预应力索系统对简支钢梁自振频率的影响,基于预应力系统作用机理并采用能量法建立了单折线布索型预应力钢梁的动力方程,求解此方程得到自振频率的计算公式,用此公式对一典型单折线索钢梁的一阶频率进行了计算,并与有限元模拟结果进行对比.结果表明:公式计算结果与有限元模拟结果基本一致,可用于工程设计.在此基础上,还得到了索预拉力、偏心距和截面积对梁自振频率的影响规律,为调节单折线布索型预应力钢梁的自振频率提供了理论依据.     

管顶人孔井、测量塔的受力变形数值模拟及控制

某大型沉管工程的沉管艉端装有最高近42.2 m的人孔井和测量塔,其在浮运、安装过程中受到水流荷载、波浪荷载和风荷载的影响而存在受力变形。为了保证人孔井和测量塔的安全及测量塔的测量精度,对人孔井和测量塔的受力特性进行分析后,在人孔井和测量塔上添加抱箍结构,使其与测量塔呈刚性连接。     

信息化装备软件测试

随着装备的信息化的发展，各种软件密集型装备接连出现，软件在装备系统中所占比重越来越大，软件的质量问题成为制约装备系统性能的重要指标之一。从某种意义上说，离开软件，就谈不上装备信息化，软件质量是高可靠性装备的前提，加强软件测试是保证装备软件质量的重要手段。     

地效翼船结构设计方法的探索

本文计算了地效翼船着水时瞬间压力沿主浮舟底部的分布情况，并对地效翼船结构进行了强度计算分析，为地效翼船的设计提供了必要的数据理论基础。     

港口与城市协调发展的评价模型及其应用

提出了港口建设与城市发展的协调度概念,建立了港口与城市发展的评价指标体系;然后通过对现有的几种协调度评价方法的局限性分析,采用了主成分分析与回归相结合的方法建立港口与城市协调度评价模型,为港口和城市的协调发展分析提供了新的思路.最后以上海市为例,对港口与城市的协调发展进行分析.     

预防海盗及防止船员人身伤亡

船舶航行、停泊于海盗活动频繁区域,有可能遭遇海盗袭击.提出船舶预防海盗的方法和措施,以保护船舶和人员、财产安全.     

校企合作培养船海专业应用型人才的实践与探索

结合广东海洋大学船舶与海洋工程专业校企合作的办学实践,分析高等学校依托行业、产学研结合、培养企业急需应用型人才的成功范例,认为应在互利共赢的基础上建立校企合作长效机制.     

融通仓与创新集成物流增值服务

着重从如何与金融机构协作,进行第三方物流服务创新展开讨论。介绍了融通仓的概念和发展现状、研究背景和目的以及创新集成物流增值服务的功能和模式。     

技术创新多样化与船舶中小企业竞争力的提升

中小企业是国民经济的重要组成部分,船舶中小企业为了生存与发展应该大力进行技术创新。但创新应该注重创新形式和目标的多样化,这样才能在市场经济的大潮中立于不败之地。     

光电编码器原理结构与检修技改

为解决起重机上编码器在短期使用后的故障频发,对其进行技改。以宁波北仑国际集装箱有限公司的10台龙门吊所应用的HUBNER德国POG 10DN 1024I增量式光电旋转编码器为例,对其内部电子电路原理,结合机械工况进行分析,在技术上攻关,最终取得成功。提高了工作效率,并为公司节约了大量成本开支。     

码头结构加固改造方法和施工技术

结合近年来我国现有码头结构加固改造工程实例,通过全面、系统的分析,形成码头加固改造成套技术,为码头结构加固改造的设计和施工提供安全、适用和示范性的技术方法。同时,为构建一整套更加系统完备、科学规范、运行有效的技术体系提供借鉴。