三体船分段模型波浪载荷试验研究

三体船的主体与连接桥结构的波浪载荷特性是船舶结构设计者非常关注的问题,目前对于这些载荷特性进行较为全面的模型试验研究在国内很少。该文在拖曳水池和方形水池开展了某三体船的分段模型试验,详细介绍了分段模型的设计原则,对于纵向载荷和横向载荷的测量采用不同的分段布置形式。通过对试验数据的分析及与理论计算的对比,对三体船横摇运动非线性修正方法加以改进,同时研究了该三体船的船舯横剖面和连接桥纵剖面的波浪载荷特征,得出了一些结论,为船舶结构设计提供了确定设计载荷的依据。     

五体船兴波阻力线性理论计算与CFD数值模拟

五体船是继当代三体船之后提出的又一种多体新船型,该新船型付诸实用前必须对其兴波特性和侧体布局减阻设计进行研究。根据五体船各片体的科钦函数线性叠加和坐标变换原理,提出了基于片体科钦函数展开的分项算法和基于片体科钦函数叠加的整体算法求解多体船兴波阻力,得出了单体船、三体船、五体船通用的线性兴波阻力公式。应用CFD通用软件进一步分析五体船阻力及片体兴波干扰特性,提出了基于CFD模拟的自由面波形观测的五体船片体布局优化,对各种侧体布局下的五体船兴波特性直观地定性判定。根据综合兴波阻力线性理论计算和粘性流体动力CFD求解所得五体船阻力结果及其特性,提出具有工程实用意义的五体船优化构型方案。研究表明,势流线性理论计算和CFD求解五体船阻力的方法和所得五体船优化构型方案具有广阔的应用前景。     

三体船侧体阻力特性研究

近年来,全球对增速、扩容的小型船舶需求不断增增大,这种对高速船,特别是对车/客渡船及小型水面战舰的需求,引起对非常规船型-具备超高速及大容量的船型的研究,双体船和小水线面双体船在这方面使用较多,另一种可以作为这种用途的非常规船型的研究,双体船和小水线面双体船在这方面使用较多,另一种可以作为这种用途的非常规船型是三体船,与双体船相比,三体船具有高速时相对低的功能要求、甲板面积更大、机械装置更通用的潜力,论述了侧体位置、对称性、排水量及攻角对三体船阻力特性的影响。这项研究旨在产生一个有用的设计方法,使三体船阻力特性量化,该方法使设计师在进行三体船概念设计时,在水动力特性与其他设计因素之间进行合理权衡。     

三体船型阻力和运动性能分析

相对于传统船型,三体船型具有更优异的流体动力学特性,因此具有更高的航行速度和更小的航行阻力。目前三体船作为一种特种船舶,在军事领域、科研探测和竞技领域有较多的应用。本文介绍计算流体力学和有限元分析技术的基本理论,建立三体船和航行液体环境的有限元模型,分析有限元模型的网格收敛特性,定义三体船型阻力和运动性能分析所需的边界条件,并在STAR-CCM+软件中完成了三体船型的阻力和运动特性分析。     

基于MBD技术的隔舱分段三维工艺设计

基于MBD(Model Based Definition)技术的船舶数字化工艺设计是对船舶设计模式的创新。分析三维工艺设计流程,利用不锈钢化学品船隔舱分段统一的三维模型进行隔舱分段的工艺流程设计,将工艺模型和船舶产品模型进行中间产品装配体的划分,利用DELMIA对隔舱分段中间产品和资源设备进行人机交互式工艺仿真设计,使用优化后的工艺模型完成三维工艺文档的设计。结果表明:基于MBD的三维工艺设计能够打通模型在设计、仿真、建造等多个环节的数据链路,从而有效提升船舶的建造效率和质量。     

三体船在迎浪和横浪中的运动响应计算

三体船作为一种高速船舶,具有非常多的优势,适航性也更加优良,航行过程中产生的阻力小、能源消耗低、较高的隐身性等,使三体船逐渐成为未来船舶制造领域一个主要的发展方向。在三体船航行的过程中,其耐波性能影响因素包括船体的船长、船宽、吃水量、浪向以及侧体布局等。为了能够提高三体船的内部性能,在设计之前必须要对三体船的迎浪和横浪中的运动响应进行快速计算,提高整个船舶的运行效果,保证船舶设计更加的科学。     

基于遗传算法的三体船快速性仿真分析

以三体船船模为研究对象,通过理论研究、船模试验、数值模拟三者相结合的方式,对其快速性进行研究。在快速性试验的基础上,笔者基于ISIGHT-FD软件平台,建立数学模型,从船舶阻力和船舶推进相结合的角度出发,选用遗传算法建立辨识系统,分析该三体船船模的片体布局对其快速性的影响以及船、机、桨的配合情况。最终,通过绘制的剩余阻力曲线和敞水效率曲线,验证辨识结果并加以预报。     

三体船侧体位置优化设计研究

基于二维半理论的计算软件TRIMARAN研究了侧体纵向、横向位置的变化对三体船运动响应的影响,同时研究了船体横摇惯性半径对三体船横摇性能的影响,从而提出一套三体船侧体位置优化方案。通过在低速和高速两种情况下,对三体船侧体纵向、横向位置的变化对三体船的运动响应分析,可以看出:低航速下侧体应布置于靠近主体船艏的位置,有利于三体船运动性能的提升,高航速下则应将侧体放置于主体船尾。同时,根据横摇惯性半径对三体船横摇性能的影响研究表明:三体船的横摇半径越小越能增加三体船的横摇稳定性。     

三体船兴波阻力计算方法比较及兴波干扰研究

分别利用Noblesse细长船理论和薄船理论,以Wigley三体船为例计算傅汝德数在0.20～0.70范围内多个侧体布局下的兴波阻力,探讨三体船两个侧体间和3个侧体之间的兴波干扰,得到对三体船设计具有指导意义的结果。通过与试验结果比较表明,基于首阶近似,不考虑线积分项的Noblesse细长船理论兴波阻力系数的计算结果与薄船理论非常相近。考虑线积分项的Noblesse细长船理论兴波阻力系数计算结果小于薄船理论的计算结果,后者量值更接近于试验值,但是两种计算方法的兴波阻力系数曲线凸凹点对应的傅汝德数相近,表明两种计算方法对兴波干扰现象的计算预测是相近的。研究表明,用薄船理论计算三体船的兴波阻力,探讨多体船侧体之间的兴波干扰目前是一种简便、可行的方法。     

基于FLUENT的多体船阻力研究

基于FLUENT软件对小水线面多体船舶进行了阻力特性研究。首先将计算得到小水线面双体船的粘性阻力与用经验公式估算得到的阻力进行比较,发现两者吻合较好;然后将小水线面双体船、三体船、四体船的阻力及流场分布进行比较,得到多体船的阻力特征;最后将静水中小水线面四体船的数值解与文献中的实验值进行比较,发现应用FLUENT软件计算小水线面四体船的阻力是可行的,验证了用FLUENT软件和相关参数设置计算小水线面多体船型阻力的正确性。     

基于人、法、技术于一体的船舶避碰理论模型

船舶碰撞令人闻而生畏,目前其避碰理论多是从船员、法律法规、航海技术单方面进行分散化研究与分析。本文提出了基于这三种因素于一体的"安康航运"整合理论模型,可为船舶安全航行提供理论指导。     

动力定位船的推进器功率再分配控制策略研究

船舶电站功率管理系统PMS是一种新型控制系统,它基于电站和船舶电力网络系统的特性,可以通过控制整流器、逆变器等,调整船舶电力负载的功率特性。本文研究对象是一种电力驱动推进器的动力定位船,通过建立动力定位过程的运动学模型,结合PMS控制系统,实现了动力定位船的推进器功率再分配的优化控制,节约动力定位过程能源的同时能够提高动力定位的效率。     

船联网CAN网络中的数据高效传输算法

船联网是基于互联网技术和通信技术发展而来的一项热点研究,它通过有线网络和移动网络在船舶内部、船舶之间、船舶与基站之间构建起了高效的数据传输网络。在船联网中,CAN网络作为一种高效、可靠性良好的通信方式获得了非常广泛的应用。本文的研究目的是通过优化船舶CAN通信网络的硬件设备,提高数据传输的冗余特性,最终实现船联网数据的高效传输。     

船岸一体化管理系统研制

对航行船舶进行规范化、实时、高效、安全和节能管理与控制是现代船舶管理的必然趋势.本文采用先进的船岸通讯技术和船舶管理理念,设计一船岸一体化管理系统,为现代船舶管理提供有利的工具.     

成组技术在现代船舶舾装模块化设计的应用

为了提高船舶设计与制造的效率,降低船舶运行与故障修理的成本,模块化船舶舾装被船舶工业越来越重视。模块化造船不同于传统的造船方式,模块化船舶舾装集合了计算机辅助系统和成组技术,具有较高的装备精度,且通过三维建模可以在实际装配之前发现舾装过程的问题,具有巨大的应用价值。本文首先介绍了成组技术与模块化设计理念,然后介绍了计算机辅助模块化设计系统的组成,最后基于CREO软件进行了船舶的模块化舾装设计。     

论标准船与模块化船的区别和联系

本文讨论了模块化船与标准船的区别与联系，指出模块化船是更高层次上的标准船，船舶的模块化将有助于标准船的开发。     

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。     

多船会遇自主避碰算法

船舶碰撞事故不仅带来人员和财产的巨大损失,还造成了环境污染、资源浪费等严重后果。因此,船舶自主避碰技术已成为当前船舶与航运领域研究的热点问题。提出了一种满足COLREGs避碰规则的多船会遇自主避碰算法,以经典速度障碍法为基础设计自适应采样避碰轨迹生成算法,并应用运动基元理论对避碰轨迹进行调整,使轨迹满足船舶操纵性约束条件。针对案例三体船模型,完成了多船会遇场景下的船模自主避碰航行试验,验证了所提算法的有效性和实用性,对船舶自主避碰系统的研发具有重要借鉴意义。。     

新型船联网跨区域数据关联存储系统研究

随着计算机技术、互联网技术和物联网技术的迅速发展,基于局域网和卫星通信的工业网络获得了迅速发展。船联网是一种将物联网和船舶通信技术相结合的新型船舶网络,这种网络的设计目标在于优化船舶之间、船舶与基站之间的通信水平,提高船舶调度和物流管理。本文分析了新型船联网的研究与发展现状,开发了船联网数据存储与信号切换的硬件系统,并重点研究了船联网跨区域的数据关联与存储技术。     

三体船与刚性体碰撞性能及结构优化研究

以经典小型高速三体船为研究对象,对碰撞非线性有限元分析方法及理论进行研究。借助动态非线性有限元软件MSC.Dytran,模拟三体船整船结构模型,通过三体船主体与刚性墙之间正面碰撞,研究其在结构损伤变形、位移、速度、碰撞力和船体结构能量吸收等方面上的性能,并对三体船结构提出优化方案。通过仿真计算和比较,得出在碰撞过程中的碰撞力、速度、撞深以及能量吸收等耐撞性指标,为三体船结构优化和船舶正常航行提供参考依据。