基于相轨迹特征的阻尼估算能量法改进研究

横摇是船舶在海上航行安全中首要考察的运动姿态。船舶横摇运动的高精度预报，需准确地估算横摇阻尼。引入相轨迹概念，以能量变化的视角，从船舶模型试验数据中提取幅值数据，进行横摇阻尼非线性特征的研究。分析幅值数据呈现的规律，提出新的幅值拟合函数，并相应改进横摇衰减拟合函数。采用线性加平方阻尼力矩模型，通过预设阻尼系数仿真生成静水船舶模型自由横摇数据，展开阻尼估算试验。试验显示：能量法的改进有效减小了阻尼系数的估算误差。基于阻尼系数进行数值预报，证明方法改进后的数值预报更加接近试验仿真数据。结果表明：能量法的改进是有效的，能更好地识别横摇阻尼的非线性特征，更准确地估算横摇阻尼系数。     

两栖车辆非线性横摇阻尼系数估计

为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼系数,根据能量法提出了能量损耗函数概念,并根据两栖车辆自由横摇衰减曲线确定实验的能量损耗函数,再采用最小二乘法来确定非线性阻尼系数.为了考察该方法的有效性,通过数值仿真的方法生成模拟自由横摇衰减曲线,采用提出的方法预报了不同初始条件下的阻尼系数,最后根据两栖车辆的自由横摇衰减曲线,估计了平方型的阻尼系数.结果表明该方法精度高、操作简单,不但适用于小角度横摇,而且适用于大角度横摇.     

基于渐进法的船舶横摇非线性阻尼系数识别

阻尼对于海浪中船舶的横摇运动响应预报至关重要。本文基于渐进法,利用自由横摇衰减数据,提出了一种适用于船舶大幅横摇运动的非线性阻尼系数识别方法。非线性阻尼选用线性加二阶模型,非线性回复力矩可以是任意形式的奇函数。通过数值方法模拟生成自由横摇衰减曲线,采用本文方法识别阻尼系数,验证方法的有效性。开展不同横摇角幅值下的参数研究,将不同船舶横摇方程的阻尼系数识别结果与其他方法的估算结果进行对比分析,验证了本文方法的高精度。最后,将本文方法应用于船舶自由横摇衰减实测数据,识别其非线性阻尼系数,数值模拟结果与试验数据一致性较好。研究表明该方法精度高,易操作,适用于大角度横摇和强非线性回复力矩条件下非线性阻尼系数的识别。     

三体船横摇运动

介绍了关于三体船横摇运动的研究工作。采用能量法，由自由横摇衰减试验测量数据计算了三体船横摇阻尼系数，分析横摇过程中阻尼非线性作用的特点，讨论侧体横向布置位置、舭龙骨和航速对三体船横摇运动的影响，对线性、非线性方法用于预报三体船横摇运动进行比较分析。三体船模型横摇试验包括静水中的自由横摇衰减试验、规则波中的零速横摇试验。试验中通过系列变化侧体横向布置位置，并对侧体安装舭龙骨进行对比试验，研究侧体布置和舭龙骨对三体船横摇运动的影响。经与试验结果对比，本文对三体船横摇运动预报的结果令人满意。     

基于横摇衰减数据的横摇阻尼估算方法对比研究

基于自由横摇衰减曲线估算船舶横摇阻尼是一种常用工程手段,由于衰减曲线估算阻尼的方法众多,导致阻尼估算结果存在差异。为实现获取高精度阻尼预报方法的目的,本文首先对近年来出现的基于衰减曲线估算横摇阻尼的方法原理进行详细分析,扩展其适用范围,按照原理将方法分为基于分段线性假设与基于参数识别两类。其次利用标准模型（DTC）的横摇数据,验证并比较不同方法的特点,分析阻尼系数估算的误差来源。结果表明,横摇阻尼估算精度与使用的方法强相关,推荐物理意义明确、误差来源少、对测量噪声与误差不敏感的Froude能量法作为初步阻尼评估方法,若能找到足够精确的阻尼模型,则可进一步使用具有内在的噪声抑制机制、不需要预估阻尼系数初值、存在唯一解的Prony-SS方法以提高识别精度。     

基于改进型消灭曲线法的横摇阻尼估算

自由衰减试验仍是目前最为有效且常用的估算横摇阻尼系数的方法.横摇阻尼系数的估算精度对于船舶横摇运动的预报起着至关重要的作用.通常采用所谓的消灭曲线法来分析自由横摇衰减数据.该方法的一个不足之处在于其推导是基于忽略了非线性恢复力项的自由横摇运动方程.另一方面,考虑更多非线性成分的能量法能够纳入该因素影响但在实施过程中较为复杂.文中提出了一种改进型的消灭曲线法,能够纳入船体非线性恢复力项的影响.所提出的方法形式简单且相比能量法更易于实施.数值试验证明了改进型消灭曲线法的正确性,并展现了其相对传统消灭曲线法所具有的优势.     

船舶非线性横摇运动方程的线性化研究

考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性,运用能量法对正横规则波中船舶非线性横摇运动方程进行等效线性化,导出等效线性系数表达式,并验证其工程实用性,为船舶横摇预报提供理论分析计算模型。     

基于PSO算法的船舶横摇阻尼与回复力矩系数估算

横摇阻尼和回复力矩的准确估算是预报船舶横摇运动的关键。论文针对横摇消灭曲线法估算横摇阻尼系数所存在的固有缺陷,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法,从试验得到的自由横摇衰减曲线来获取横摇阻尼和回复力矩系数的方法。该方法通过迭代调整横摇阻尼和回复力矩系数,使预报的自由横摇衰减运动时间历程与试验自由横摇衰减曲线之间的误差最小,从而实现对横摇阻尼和回复力矩系数的准确估算。     

粘性流中船舶横摇阻尼计算

船舶横摇阻尼的确定是准确预报船舶在波浪中运动的关键之一.本文以粘性流理论为基础,以连续性方程和N-S方程为控制方程.对Series 60船型的二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同工况下船体剖面的横摇阻尼系数,并与相关实验结果进行了比较.对比和研究表明,本文的方法能给出船舶横摇运动诱导的涡,船体的横摇阻尼等,可进一步拓展应用于船舶在波浪中运动的分析预报和优化设计等方面.     

船舶横摇阻尼的CFD数值模拟研究

船舶横摇阻尼是影响参数横摇和瘫船稳性等大幅横摇运动的关键参数.文中基于非定常RANS方程在静水中对模型2792进行了自由横摇衰减的数值模拟,该模型是船舶第二代完整稳性衡准制定中瘫船稳性研究的国际标准船模,数值模拟中采用了两种网格类型,一种是滑移网格,另一种重叠网格.计算结果表明,数值模拟的自由横摇衰减曲线和模型试验结果吻合良好,另外CFD计算的横摇阻尼与试验值的误差小于Ikeda's经验公式计算的误差,证明非定常RANS方程可用于预报横摇阻尼.     

对转螺旋桨升力面设计方法

本文针对对转螺旋桨这类组合式推进器的设计问题,采用了升力面设计方法进行设计,在设计过程中通过前后桨的相互迭代求出彼此间的诱导速度,以此来考虑它们之间的相互作用,并采用此方法作了一对对转螺旋桨的设计,同时应用面元法进行了水动力预报。     

一种基于共轭梯度法的动态载荷识别方法

在载荷识别过程中,由于噪声和结构矩阵病态的问题,对测量的响应数据有影响。本文运用共轭梯度法最优化方法,来解决多源动态载荷识别中的不适定问题。将该方法应用在加筋板模型和平面桁架结构上进行数值仿真,仿真算例结果表明所提出的载荷识别方法在测量位移响应数据含有5%的噪声水平下,有效地得到稳定近似解,实现了载荷识别。该方法抗噪能力强,有效解决反问题的不适定性。     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

一种基于共轭梯度法的动态载荷识别方法

在载荷识别过程中,由于噪声和结构矩阵病态的问题,对测量的响应数据有影响.本文运用共轭梯度法最优化方法,来解决多源动态载荷识别中的不适定问题.将该方法应用在加筋板模型和平面桁架结构上进行数值仿真,仿真算例结果表明所提出的载荷识别方法在测量位移响应数据含有5％的噪声水平下,有效地得到稳定近似解,实现了载荷识别.该方法抗噪能力强,有效解决反问题的不适定性.     

基于主客观综合定权法的单值中智TODIM决策方法

定权问题是多属性决策问题中的核心内容,传统定权方法大多仅单方面从主观或客观角度确定权重,合理的属性权重应综合考虑专家偏好与决策数据.因此,文中以单值中智集为研究对象,设计基于熵权法和DEMATEL法的主客观综合定权法,充分考虑决策者的有限理性特点,提出基于单值中智集的TODIM决策方法.首先,分析现有记分函数的缺陷,提出一种新的记分函数,实现单值中智数的大小比较;其次,提出主客观综合定权方法,其中,运用熵权法确定客观权重,根据DEMETAL方法获得主观权重,根据线性加权法确定各属性的综合权重;再次,将TODIM方法拓展到单值中智集理论,构建了基于单值中智集的TODIM方法模型;最后,以决策者投资中小企业为决策背景进行案例分析,验证文中方法的可行性和合理性.     

改进的脉冲声管法(英文)

Based on existing low-frequency water-filled impedance tube testing facilities, which is a part of the Low Frequency Facility of the Naval Undersea Warfare Center in Beijing, an improved water-filled pulse tube method is presented in this short paper. This proposed study is significantly different from the conventional pulse tube method because of the capability for a single plane damped sine pulse wave to generate in the water-filled pulse tube with a regular waveform and short duration time of about 1ms. During the generation process of the pulse, an inverse filter principle was adopted to compensate the transducer response. The effect of the characteristics of tube termination can be eliminated through the generation process of the pulse. Reflection coefficient from a water/air interface was measured to verify the proposed method. When compared with the expected theoretical values, a relatively good agreement can be obtained in the low frequency range of 500-2 000 Hz.     

综合安全评估方法应用

基于船用核动力装置(MNPP)安全性的特点,阐述了综合安全评估(FSA)的概念和应用框架,具体分析FSA在船用核动力装置安全评估方面的应用,指出具体应用FSA对船用核动力装置进行安全评估存在的不足。     

基于仿真的船舶设计方法

基于仿真的船舶设计（ＳＢＳＤ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｓｈｉｐ Ｄｅｓｉｇｎ）是最近几年来随着计算机虚拟现实技术、网络技术、复杂数据库技术的发展而兴起的一种船舶设计方法。本概括地介绍了ＳＢＳＤ的体系构成,总结了ＳＢＳＤ的研究成果,并对发展现状给予以评述。     

膜盘强度计算方法

系统分析膜盘的基本工况和受力模型,并利用Ansys计算软件,形成基于有限元计算方法的膜盘强度计算方法。同时以目前常用的直线、锥形及双曲线3种型线膜盘为例,分析膜盘型线内、外半径比值,型线最薄点厚度等参数对膜盘危险区域的影响。论述膜盘型线设计的重要性,并给出膜盘型线设计时主要设计参数的取值范围,为膜盘型线危险区域的设计提供参考。     

瑞典条分法与简化毕肖普法在海堤抗滑稳定分析中的比较

海堤作为围海工程的主体,准确计算和控制海堤的整体抗滑稳定性是整个围海工程顺利完成的关键。针对目前常采用的瑞典条分法与简化毕肖普法整体抗滑稳定计算方法,考虑孔隙水压力的影响,从基本公式、基本假定、公式推导、公式简化等方面对瑞典条分法和简化毕肖普法进行了对比并得到了两种方法的之间的相互关系。结合福建省沿海软基筑堤典型工程,分别用这两种计算方法得出稳定系数,进一步论证了两种方法之间的相互关系。