高海况下舰船海上航行补给间距决策方法

舰船横向补给是海上物资、装备补给最重要的手段之一,舰船补给间距的确定是横向补给顺利开展的必备要素。由于补给海域的海洋环境因素复杂,在海况较高情况下通常无法单纯依靠补给指挥员的经验及补给规范得到兼顾补给效率与安全的间距值。本文通过对高海况下海上航行补给环境影响因素的深入分析,基于舰船操纵性理论、高架索力学模型,采用多属性决策方法,建立舰船海上航行补给间距计算选取决策模型。针对该模型,利用多属性决策安全分析法,得到舰船海上航行补给间距决策方法。并对5级海况下舰船补给间距进行计算,通过与相关文献研究结果以及舰船补给规范进行对比,证明计算结果的准确性,验证该决策方法的可行性与工程应用价值。     

船舶耐波性安全评价及程序设计应用

基于BP神经网络的方法进行船舶耐波性安全评价,运用耐波性综合评估方程计算安全评估值,在Matlab环境下建立耐波性安全评价模型。通过对评价模型训练结果的分析,BP神经网络可以用来进行船舶耐波性安全评价及耐波性安全评估值的计算。对耐波性安全评价模型的程序模块进行分析,通过应用Matlab与C语言的接口方法设计出了菜单界面和结果显示界面。应用按键、菜单和窗口,方便和直观地获取耐波性安全评估值,通过比较一定航态下的安全评估值来指导船长和驾驶员在风浪环境中安全操纵。     

张力作动筒高架索恒张力控制系统仿真

张力作动筒是舰船海上航行横向补给装置维持高架索恒张力的关键系统。通过建立张力作动筒高架索恒张力控制系统数学模型,利用Matlab/simulink软件建立仿真模型,对舰船横向标准恒张力补给方法(STREAM)中采用的张力作动筒系统进行仿真分析。通过对影响高架索张力波动的主要设计参数的仿真分析(如储气罐容量、空气和液压油流动阻力系数以及补给海况),提出相应的系统设计和使用建议:一是要保证合理的储气罐容量;二是要尽量减少液压油和高压空气的流动阻力;三是对震动敏感的特殊货物应在低海况下传输。     

基于CFD的舰船遭遇畸形波数值模拟的验证研究

畸形波对船舶航运极具威胁,已引发多起海上事故,因此有必要对舰船遭遇畸形波进行数值模拟研究。该文基于随机波浪的Longuet-Higgins模型,在相位调制方法的基础上考虑了航速航向的影响,调制部分组成波的初相位,可以实现舰船定时定点遭遇畸形波。在此基础上,利用CFD方法对舰船顶浪态势下遭遇畸形波进行数值模拟,并将结果与水池实验值进行比对,验证了文中所建模型的有效性,对于研究舰船在极恶劣海况下的耐波性及完善船舶设计规范等具有不可忽视的意义。     

舰船风浪中航行及操纵系统

基于风浪中经验航法和理论航法相结合的观点；汲取耐波性等领域的研究成果，提出了一种实用的风浪航行操纵系统，集合3个子系统（海浪计算子系统，航向航速优选子系统，摇荡短期时历预子系统）的计算结果，合理组合，可满足风浪航行及转向时机，舰载直升机起降时同，海上补给及拖带航向航速选择等决策的需求。     

海上航行横向补给装置选型设计

作为综合补给船上重要设备的海上横向补给装置,其选型设计十分重要.通过选型设计,对补给海况、补给船距、单用或两用站、补给能力、补给装置形式等既相互关联又相互影响的因素作出规定,可以使最终通过选型设计的横向补给装置性能最优、经济性最好.     

三体船耐波性预报

应用三维势流理论,计算了三体船在不同航速下垂荡、纵摇、横摇运动频率响应函数。预报了三体船在不规则波中各种海况下航行时的运动和加速度有义值,同时分析了三体船在西北太平洋海区一定海况下的运动特征和规律,最终根据舰船耐波性衡准要求,确定了三体船适合航行的海况与航速,为三体船耐波性方面得出了有价值的参考。     

水面舰船破损后的安全性分析

根据水面舰船破损的状态,分析其破损后的浮态和静水载荷,采用规范方法和非线性切片理论计算舰船破损后的波浪载荷,结合两种方法所得的载荷与极限弯矩,分析舰船破损后的安全性,并确定舰船安全航行时所对应的海况等级。     

基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,本文通过三维时域非线性水弹性理论分析了舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出了一种明确舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定了该型舰船的设计海况等级。研究成果表明：该方法可有效明确舰船规范载荷对应下的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全使用提供参考。     

三体船及其在反水雷舰船上的应用探索

目前,反水雷舰船普遍存在甲板面积小,总体布置困难;耐波性差,受海况影响较为明显等不利因素.一般只能装备中小型扫雷具,在中、低海况下进行扫雷作业.要实现高海况和大深度扫雷,就要改变目前反水雷舰船的许多局限性因素.因三体船的诸多优点,采用三体船型设计是反水雷舰船一个很好的选择.     

提高舰船武器、装备使用海况的新方法

如何提高舰船武器装备使用海况，是航海技术的前沿课题和热点。为求对策，本文在改进船型、装设减摇装置等方法之外，提出了采用优选航向航速综合技术实现这一课题的新途径，并以较复杂的双船航行横向补给为例，论述了该项技术。仿真结果表明，这一方法是可行的，能使舰船实施作业的海况比现行规定高1～2级。为提高计算精度，本文还提出了由摇荡时历反推海浪谱的方法。     

基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,根据三维时域非线性水弹性理论分析舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出一种确定舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定该型舰船的设计海况等级。研究成果表明:采用该方法可有效确定舰船规范载荷对应的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全运行提供参考。     

小生境进化算法及其在舰船耐波性优选中的应用

本文介绍了小生境进化算法(NEA)非线性优选模型.通过对广义欺骗性问题的仿真和在舰船耐波性航向航速优选中的成功应用,及与标准遗传算法和黄金分割法的比较,表明算法在复杂非线性优选中具有快速、高效、鲁棒性强的特点,并能在全局范围内有效地搜索所有最优解.应用表明,海上补给航向航速优选对于航向比较敏感,而对航速则有一个较宽的选择范围.     

高海情下海上救助无人船的耐波性

为确保救助无人船能在高海情5级海况下安全航行,采用Rankine源面元频域法,对设计吃水时,船舶在不同工况、不同浪向角和不规则波中横摇、纵摇和垂荡3个自由度的运动响应进行计算分析,并用国军标相关耐波性的衡准要求进行评估.评估结果表明,救助无人船的耐波性满足国军标衡准要求,所阐述的耐波性计算方法及耐波性设计对设计类似高海情下耐波性要求较高的船舶具有积极的参考价值.     

波浪补偿靠帮吊装装置的设计与分析

海上补给作业需要补给装置具备平稳运输的功能,但由于船舶受到海上风浪的影响,船舶会产生复杂的非线性运动,使得普通的船舶起重机不能满足海上平稳作业的工作需求。为解决此类问题,设计了一种新型的波浪补偿靠帮吊装装置,将普通船用起重机与并联波浪补偿平台结合,完成海上的吊装补给作业。通过对该新型装置的运动学分析与动力学分析,研究结果表明,该新型波浪补偿装置可以在3级海况下对海上风浪引起的船舶运动进行有效补偿,从而保证靠帮吊装工作的可达性与安全性。     

试验舰船浮态调整辅助决策系统研究

浮态与稳性是舰船航行安全的重要性能之一。目前,在设计阶段的浮态、稳性仅通过几种典型载况进行校核,难以涵盖试验舰船武器系统、电子设备等在海上试验过程中复杂多样的实际状况。因此根据试验舰船使用的实际需要,采用间接计算法预置Access系统数据库,并结合编程语言开发了浮态、稳性实时计算及浮态调整的仿真程序。     

FPSO单点软刚臂系泊监测系统

为了更好地保障单点系泊安全,在渤海某FPSO应用一套单点软刚臂监控系统,该系统主要针对风向、浪流、系泊臂的瞬时受力及船体综合姿态等因素通过实时在线监测并实施状态拟合,提供并连续记录船体在各类复杂海况下的不同极端受力状况。结果表明,该监测系统可以连续监测FPSO在复杂海况运行期间的综合受力,给出FPSO海上应急状态所需要解脱时的决策技术保障,确保了其在海上的安全运转。     

舰船顶层设计中的耐波性预报模型研究

通过改变母船的船长和剖面参数来改变船型,得到系列样本船型,应用基于切片法理论的舰船耐波性计算程序对母船及样本船型进行计算,将所得计算结果进行多元回归分析,得到船舶耐波性预报数学模型.分别用耐波性计算程序和回归模型对例船进行计算,结果证明该预报模型具有较高的精度.     

海上并靠补给波浪补偿技术发展趋势

并靠补给是一种重要的海上补给方式。舰船在海浪作用下会产生六自由度运动,对海上并靠补给具有重要影响;波浪补偿技术能够消除舰船运动对海上并靠补给的影响,是海上并靠补给的一项关键技术。介绍海上并靠补给及其波浪补偿技术,探讨海上并靠补给对波浪补偿技术的需求,分析被动式波浪补偿技术和主动式波浪补偿技术的发展现状,研究六自由度波浪补偿技术的工作原理。通过分析指出,六自由度波浪补偿系统能够完全补偿两舰船之间的相对运动,不仅可以避免货物与被补给船之间发生碰撞,而且可以精确地将货物补给到指定位置和有效地抑制或消除货物的摆动,是波浪补偿技术的重要发展方向。六自由度波浪补偿技术是通过绳牵引并联机构实现的,技术难度较大。     

大风浪中多因素优化航向航速选择

本文在全面考虑风浪对舰船影响的基础上,提出了如何在非规则波中优选航向、航速的模式。其要点是给出每一影响因素的允许概率 P_a,再根据当前海况和设立的航向、航速计算出实际的值 P_a,两者相减加权后逐一代入耐波性评估公式,得出该航向、航速下的耐波性评估值 R_x。随之用多变量函数极值解法中的因素交替法,优选出 R_x 最小的航向航速。全部计算必须在计算机上进行。本文提出的这种新的思考方式,目的是推动以定量为持征的大风浪中航行问题及早解决。