舰船表面仿生高分子涂料的防污特性研究

在人类对海洋开发与利用的过程中,舰船是不可或缺的工具之一。为了提高船舶的抗污染能力,使得船舶表面不被海洋生物附着污染,必须通过一定的方法使得附着生物死亡,进而消除这些生物,但是这会对生态环境造成严重的污染。以仿生学视角分析,海洋当中的大部分生物都会根据其表面形貌来对海洋生物附着加以抵制。为展开深入地研究,本文将生物抗附着特性作为切入点,阐述了舰船表面仿生高分子涂料所具备的防污特性。     

舰船水下监测机器人系统设计

为了更好地提高舰船水下维护能力,针对现有水下机器人视频系统清晰度低、对比度低以及工作时海洋生物附着的问题,本文设计了一套用于舰船监测的水下机器人视频系统。通过光场分布实验仿真,计算一种水下灯的方案,能够将光场分布效果达到最佳;利用超声波传感器,设计一种新型的可自清洁的水下灯,能够有效防止生物附着。该系统优化了水下灯和水下摄像机的配置方案,确定了光源方向角和摄像机安装位置,跟现有的视频系统相比,显著提高了清晰度和对比度。该系统可达到2 592×1 944分辨率、25 fps帧率的摄像机视频信号和水下灯的控制信号传输效果。经过实验验证,该系统可以很好地提高水下成像效果,增强舰船水下维护能力。     

基于直击雷先导发展模型的舰船雷击附着点计算及试验验证北大核心CSCD

[目的]为设置并完善舰船防雷措施,对舰船关键设备的雷击风险和避雷针防护效果进行评估。[方法]首先,构建能模拟自然先导发展状况的先导发展模型,并引入舰船模型对舰船的雷电附着过程进行分析计算;然后,研究下行雷电先导发展至舰船四周不同区域时的舰船表面电场分布、各位置受到雷击的可能性,以及避雷针对雷击风险的防护效果;最后,在实验室中开展缩比模型放电试验并验证计算结果。[结果]结果显示,雷击附着点主要集中在舰船结构相对突出的位置,避雷针可改善舰船表面的电位分布,起到雷击防护作用,但最终雷击点的确定与下行先导的发展区域有关。[结论]结合计算结果与舰船缩比模型雷击附着试验结果,能够分析舰船直击雷防护薄弱环节,雷击附着点的最终位置与双向先导的连接情况关系紧密,所提先导发展模型能较好地对不同先导发展方位下受到雷击的舰船区域进行预测。     

网衣生物附着对半潜式波浪能养殖平台水动力特性的影响

以“澎湖号”半潜式波浪能养殖平台为研究对象，采用基于1阶泰勒展开边界元法的中国数值水池软件，建立增加等效波浪载荷面积模拟生物附着的简化仿真方法，对6种生物附着覆盖面积率下的养殖平台频域运动响应进行分析。作为对均匀分布假设的修正，同时给出2种生物附着不均匀分布的模型，并将其计算结果与均匀分布模型的计算结果相对比。结果显示，网衣生物附着对平台横荡和垂荡2个自由度运动特性的影响显著，运动幅值最多增大10%左右，横荡2阶力增幅可达115.97%。     

核动力舰船生物屏蔽技术

核动力舰船生物屏蔽不同陆上核动力装置生物屏蔽,其重量、体积受到极大限制,屏蔽空间也极度不规则。如何设计出经济上合理、技术上可行、体积小、重量轻、相对性能最佳的生物屏蔽,是一项复杂的系统工程。本文概述了核动力舰船生物屏蔽设技术的特点和要求;总结了核动力舰船生物屏蔽设计的一般方法、设计流程和生物屏蔽材料研制及应用情况;提出了将点核积分法同蒙特卡罗方法相结合的核动力舰船生物屏蔽设计方法,可为核动力舰船生物屏蔽设计提供参考。     

核动力舰船生物屏蔽技术

核动力舰船生物屏蔽不同陆上核动力装置生物屏蔽,其重量、体积受到极大限制,屏蔽空间也极度不规则。如何设计出经济上合理、技术上可行、体积小、重量轻、相对性能最佳的生物屏蔽,是一项复杂的系统工程。本文概述了核动力舰船生物屏蔽设技术的特点和要求;总结了核动力舰船生物屏蔽设计的一般方法、设计流程和生物屏蔽材料研制及应用情况;提出了将点核积分法同蒙特卡罗方法相结合的核动力舰船生物屏蔽设计方法,可为核动力舰船生物屏蔽设计提供参考。     

舰船防污损技术的发展

本文概述了海生物污损船壳的机理及危害，并简要介绍了舰船防污损技术的发展历史，从防污机理、优缺点及发展几方面入手，对目前主要防污损技术机械防污损、防污涂料、电化学防污等进行了系统分析，例举了国内外舰船防污涂料最新进展，最后针对我国舰船防污损技术的发展提出了一些建议。     

碳纳米管在舰船防腐中的应用研究

海水具有非常强的腐蚀性,涂层材料对于舰船的防腐蚀而言至关重要。纳米材料作为新型涂层材料因具有比表面积大、热稳定强、机械性能优越等特点而备受关注。碳纳米管作为纳米材料还具有能够形成致密耐腐蚀薄膜层的性质,碳纳米管具有非常优越的金属及其合金材料附着性,能够附着在舰船材料表面。本文采用喷雾法对舰船用铝合金片进行碳纳米管涂覆,研究碳纳米管的涂层状态和防腐蚀情况,为碳纳米管在舰船防腐中的应用奠定了基础。     

MBR在舰船生活污水处理上的应用

对生活污水的有效处理已经成为舰船亟待解决的问题。本文对膜生物反应器技术的原理、结构和特点进行了分析。通过一个舰船生活污水处理系统加改装修理的实例,说明了膜生物反应器技术具备广阔的应用前景。     

基于DES的舰船空气尾流场特性分析

舰船上层建筑后方产生湍流尾流场会对舰载直升机的操纵产生严重威胁。采用CFD方法对舰船空气尾流场的特性进行分析研究,突破了雷诺时均方法的局限性,使用分离涡模拟(DES)方法求解瞬态舰船尾流场,按照一定频率采样流场数据,得出的平均流场明显比RANS方法的结果更贴近实验数据,证明了此方法的有效性。同时,运用DES方法直观地观察尾流场的涡特性、流动分离和再附着等特征,发现涡结构及其不对称性是舰船空气尾流场的主要特征,涡强度在烟囱处突然增强,可能对直升机的操纵产生不利影响。