海洋漂浮物运动的非接触测量方法

以江苏科技大学船舶与海洋工程学院水池的非接触系统为原型,讨论了基于六自由度运动平台测量点目标实现非接触跟踪测量目标物体位置与姿态的新方法。     

船舶舱容量的非接触测量方法

船舶舱容量的精确测量在船舶制造和船舶运输贸易中占有举足轻重的地位。提出了一种关于船舶舱容量的非接触测量方法。这是一种基于线阵CCD相机和线结构光投射器的视觉测量方法,能够实现船舱舱容的快速、准确、非接触测量,能够显著提高测量效率和改善工作环境,同时也能够避免双目视觉测量方法中目标匹配困难的问题。     

基于光电成像的目标转动姿态非接触测量方法

为了测量物体的转动姿态,往往利用接触式测量元件来获取待测目标转动角度信息。但在军事和民用领域,常需要一种低时间延迟、高输出频率及高测量精度的非接触式姿态测量方法。由此设计了一种利用高分辨率高速摄像机的光电成像测量方法来对物体的转动姿态进行快速测量,该方法采用协作靶标的高速摄影作为测量输入,通过解算靶标位置得到物体的转动姿态。仿真结果表明,该测量方法的测量精度优于0.05°,测量数据输出频率为500 Hz,时间延迟低于2 ms。因此,这种基于光电成像的目标转动非接触测量方法能够满足实时、高频、高精度的非接触测量需求。     

长江干线浮标锚缆漂浮物缠绕问题研究现状及解决思路

本文详细介绍了长江干线锚缆漂浮物的类别和特点,重点阐述锚缆防缠绕方法研究现状和应用效果,初步分析船舶螺旋桨、生活垃圾粉碎机及农用器械等其他领域防缠绕方法对锚缆防缠绕研究的借鉴意义,并在以上分析的基础上提出浮标锚缆防缠绕装置的研究思路。现状综合分析结果表明,浮标锚缆防缠绕方法以旋转类装置效果最佳,但其结构及参数有待科学设...     

母排接触电阻测量方法的研究

母排是配电板的关键组成设备。而母排与母排连接处的接触电阻则是母排的主要参数之一。因此,对母排接触电阻的测量是至关重要的。文章提出了一种对运行中的母排接触电阻进行实时测量的方法。通过采集母排连接处的电势,得到连接处两端的电压差,同时测得流经母排连接处的电流,再根据欧姆定律即可得到接触电阻。通过分析表明,此方法能够对母排连接处的接触电阻进行实时监测,并且可以预防母排接触电阻过大造成的安全事故,保证船舶供电系统的安全可靠运行。     

潜艇空间运动线性方程研究

由格特勒六自由度运动方程导出简化的潜艇空间运动线性方程，在某型艇的水动力系数基础上，对潜艇空间运动的机动性和姿态进行了数值模拟计算。结果表明，空间运动线性方程能较准确地反映潜艇在弱机动时的运动状态，可应用于潜艇空间弱机动运动研究。     

13 m漂浮物推拖船的开发设计

根据内河湖泊水域中密集漂浮物处理的实际需求,同时兼顾激水流库区垃圾漂浮物和市场的适应情况,研发了13 m漂浮物推拖两用船。该船通过推漂装置将漂浮垃圾推到指定地点,以便于集中收集;也可以利用船上液压装置将推漂装置提升出水面,将其整体拆卸,使船上液压卷扬机能够有效与拖网相配合,并与其他拖网船协同进行围网作业,发挥出拖网船功能,有效提高船只的利用率。经实船应用验证:该船能够根据不同工况清理漂浮物。     

基于重叠网格的船舶运动计算方法研究

文章应用重叠网格技术和单相Level-set捕捉自由面方法,结合数值造波技术和六自由度运动方程,形成了基于RANS方程的船舶运动响应数值计算方法,并在中国船舶科学研究中心自主研发的船舶专用粘流计算软件OShip上实现。应用该方法计算了DTMB5512船模在迎浪规则波中的运动响应,并通过对计算得到的船模运动时历曲线进行傅里叶变换,提取其运动的幅值和相位,得到了不同航速下船模垂荡和纵摇运动的频响曲线,所得结果与试验结果吻合较好。     

S-175集装箱船在规则波浪中运动的六自由度运动预报

由于海风、波浪和其他干扰因素的影响,船舶在航行过程中会产生复杂的运动,具有非线性和随机性特征。船舶运动预报在船舶避撞、减摇控制等领域具有重大意义。本文以船舶自身为参考,建立船舶坐标系o-xyz,从船舶三自由度平面、横摇、纵摇、垂荡对船舶受力情况进行数学分析,提出规则波浪下S-175集装箱船运动预报模型。     

六自由度液压运动平台的分析与研究

针对目前舰船上运用广泛的多自由度运动结构设计周期长和成本高的问题,为了能更快更好地设计多自由度液压运动平台,采用虚拟仿真技术进行研究分析。以SolidWorks中建立六自由度液压平台模型为基础,通过SolidWorks与Matlab对该平台展开相应运动学仿真分析,对其负载指标、运动指标、机构运动姿态进行分析和计算,并在此基础上建立虚拟样机,验证该六自由度液压平台综合性能指标的正确性。最后通过对各指标进行误差分析,证明了设计模式的有效性,以此为依据研制出六自由度液压实验平台,为研制高精度运动模拟器打下良好的基础。     

水面油膜及漂浮物回收分离装置的研制

针对水面油膜及漂浮物扩散面积大、浮层薄的特点,利用油及漂浮物与水的密度不同这一物理特性,设计一套具有良好水动力性能的水面油膜及漂浮物回收分离装置。载体平台在水面上能够抵御一定的风浪影响,快速、高效地吸收水面表层油膜及漂浮物。完成载体平台、控制系统、油膜及漂浮物回收分离系统的设计及建造,开展系统集成、调试、样机试验等工作,并验证了装置的性能。研究成果可为水面油膜及漂浮物的回收分离设备的研制和应用提供借鉴。     

介形虫:海洋的测深仪

要想测量海洋的深浅,除了使用各种测深仪实际测量外,还可从一种叫做介形虫的微体生物身上,得到大海深浅的数据。 介形虫是一类原生动物,现生的种类体长一般只有0.5～1毫米。它们的种类很多,目前已知的就有2500余种。介形虫的体形大多呈三角形、卵形、梯形等,在一切水域中都有分布,但以海洋中最多。有趣的是,在无边无垠的海洋中,每个种类都有自己固     

舰船锚泊运动与六自由度操纵的数学建模研究

锚泊运动是舰船正常运行时必不可少的运动,当船舶在海上或港口停泊时,都需要借助锚链等进行舰船的定位。由于舰船在海上锚泊时会受到海风、海浪和洋流等作用力,导致锚泊的稳定性、安全性下降,不仅影响舰船的海上定位和作业,还有可能导致严重的事故。因此,研究舰船在多种因素下的锚泊运动具有重要的意义。船舶的锚泊性能与其在海浪中的六自由度运动息息相关,本文利用流体动力学原理建立了舰船锚泊运动的动力学模型,同时建立了非线性波浪力的数学模型,并在此基础上研究了舰船锚泊运动和六自由度操纵运动。本研究主要应用于舰船在恶劣条件下的安全锚泊,并提高舰船的操纵灵活性。     

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。     

基于动网格技术研究海流对水下机器人运动特性的影响

利用Fluent提供的六自由度求解器,采用动网格技术,在水下机器人系统所处流域以计算流体力学方法求解其N-S方程,研究受海流影响下的水下机器人运动特性。数值计算结果表明:采用动网格技术进行六自由度运动模拟可以获得海流对水下机器人运动特性的影响;随着海流速度的增加,水下机器人运动的不稳定性逐渐增加,在运动后期会出现明显的偏航,且发生偏航的距离点随着海流速度的增加而提前;随着推力的增加,位移轨迹曲线的曲度逐渐减小,逐渐由曲线过渡为直线。     

舰船非通视短基线方位角测量方法研究

为了完成在舰船非通视条件下短基线方位角的测量,提出了三种通过全站仪进行间接测量基线方位角的方法,并分析了三种方法的精度和适用情况。通过在某型舰载卫星设备的实际应用,证实了方法的可行性。     

基于拱形自浮拦截装置的典型漂浮物拦截效果对比试验

三峡库区漂浮物聚集和清理问题一直被广泛关注。针对山区河流汛期漂浮物堆积影响水工建筑物安全运行的难题,在充分考虑山区河流流速大、比降大、流态复杂等特点的基础上,开展了长江干线漂浮物调研和分类,研发了一种自浮升降式漂浮物拦截装置。通过水工物理模型试验对相同水流条件下的不同类型漂浮物在拦截装置前的聚集形态和堆积面积进行观测和分析。结果表明,漂浮物在装置前的聚集规律相似,均先快速聚集后少量减少,最终趋于饱和状态;不同类型漂浮物在装置前的堆积面积差异较大,多种漂浮物样品在装置前堆积面积最大,其次是树枝样品、皮革样品,布料和泡沫样品最少。     

人类海洋活动视角下的世界海洋管理演变研究

由人类海洋活动发展基本线索出发,对海洋管理发展历程进行系统的梳理。在此基础上,发现海洋管理在经济和科技两个主要驱动因素的影响下,大体呈现出综合化、规范化和合作化的特征。而海洋管理演进的诸特征不是孤立存在的,它们彼此交织,兼具普遍性与特殊性,共同朝着更加高级的方向发展。概言之,特点是海洋管理演进过程中的外在表征,规律是对诸特点内在联系的归纳,从一般特点到客观规律,由点及面,进而预判海洋管理未来的发展趋势,为中国的海洋强国战略提供借鉴。     

光学系统QTM在两船水池试验中的应用研究

光学系统QTM是一种有效的非接触式船模运动测量系统,其利用高速相机追踪红外反光Marker球在标定坐标系中的位置变化来解算船模六自由度运动响应,有效克服了对船模自身的运动产生的干扰效应。在空间几何理论框架内,构建了Marker球与高速相机的空间布局分析数学模型,推导获得了Marker球是否位于高速相机视野范围内的判别表达式。研究表明：光学系统QTM适用于两船多种复杂试验工况的运动测试,且具有高效的位置解析度和快速响应能力,在船模运动动态捕捉测量方面具有广阔的应用前景。     

一种新型船模水动力性能测试装置研究

目前,国内外的船模水动力性能测试装置均为平面运动机构,使得船舶水动力导数的测量范围有限,而一种新型船模水动力性能测试装置,即六自由度船模水动力性能测试装置可以扩大这一测量范围。从六自由度平台的工作原理,六分力天平量程的确定和测试装置总体设计3个方面来具体研究和设计六自由度船模水动力性能测试装置。首先具体介绍六自由度平台的工作原理,即平台6根运动杆的运动与船舶六自由度运动的对应关系;然后建立船舶六自由度运动所受力和力矩的初步计算公式,以国内外平面运动机构的具体技术性能指标为依据,确定试验装置中的六分力天平的量程;最后确定测验装置的整体设计,设计出现有船池拖车平台的具体形状与尺寸。以此为依据,综合考虑拖车平台的受力情况及拖车架和六自由度平台的安装方式,确定拖车架的具体结构形式与尺寸大小,得到三维示意图、二维安装图与尺寸图,进行结构强度分析。