舰船动力装置数字化设计研究

针对传统舰船动力装置设计中存在的问题,文章在充分研究当前国内外数字化造船技术发展现状的基础上,提出开展舰船动力装置数字化设计研究,研究构建了舰船动力装置数字化设计系统的体系结构,主要包括底层平台、集成管理环境、虚拟样机及仿真支持环境、协同设计软件支持环境及Web门户等模块,并对系统所涉及的硬件支撑平台技术、现代设计工具/平台支持技术、数字化设计系统支撑环境的研制、协同设计/应用软件平台的研究与开发、数字化设计标准和规范等关键技术进行了深入研究。通过该文的研究,将从系统层次上为舰船动力装置设计的数字化提供指导,同时也能为数字化造船技术的发展提供参考。     

基于QFD及FMEA的舰船动力装置设计质量改进模型构建方法及应用

[目的]针对舰船动力装置设计中提高安全性、可靠性指标性能的问题,应用故障模式与影响分析(FMEA)预测提出控制措施。[方法]引入质量功能展开(QFD)质量控制方法,分析风险评估对象,明确风险优先数的组成及含义,改进计算公式,进而提高风险评估的准确性和全面性。针对专家评价的多属性决策问题,采用依赖型二元语义加权几何平均算子进行评价。[结果]以某轴系设计为例,验证了研究方法的有效性。[结论]QFD与FMEA改进模型能够为动力装置可靠性、安全性等设计指标性能的提升提供理论和方法的支撑,同时为舰船动力装置设计水平的提高提供一定的参考。     

仿真技术在舰船动力装置生命周期中的应用研究

针对舰船动力装置的特点以及仿真技术在舰船动力装置设计中的应用现状,在充分利用虚拟样机技术及协同仿真技术等先进技术的基础上,研究将仿真技术应用于舰船动力装置的生命周期.建立了将仿真应用于舰船动力装置生命周期的系统体系结构,研究了系统实现的关键使能技术.本文的研究,突破了传统设计手段对动力装置设计的限制,重组了设计流程,极大地提高了设计效率和设计质量,对国内造船业的现代化发展具有一定的参考意义.     

数字化设计技术在舰船动力装置生命周期中的应用

针对当前缺乏系统的将数字化设计技术应用到舰船动力装置生命周期的问题,在深入分析动力装置传统生命周期特点及存在的问题的基础上,研究了动力装置数字化设计的内涵,系统地研究了将数字化设计方法应用到动力装置需求分析阶段、初步分析阶段、技术设计阶段、施工设计阶段、生产制造阶段、使用维护阶段等动力装置生命周期各个阶段的方法.通过本文的研究,将为动力装置数字化设计工作的开展提供一定的指导,同时也将为数字化造船工作的开展提供一定的参考.     

水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究

水面舰船航行性能设计是一个典型的多学科设计优化问题,适宜于采用基于系统工程思想的MDO创新设计理念和方法。文章首先分析了水面舰船航行性能设计领域开展MDO应用研究的重要意义,之后阐述了MDO概念内涵;制定了总体研究思路,确定了系统设计目标、技术指标及顶层设计技术方案,剖析了需要首先解决的若干关键技术,并给出关键技术的攻关建议。     

柴燃联合动力装置非对称主机推进工作制的仿真研究

[目的]当舰船柴燃联合动力装置(CODOG)因作战而导致某台主机发生故障时,如何使其保持较好的推进性能,对于该推进系统的应急使用具有重要意义。[方法]在Simulink环境下采用模块化建模思想构建"船—机—桨—舵"系统的仿真模型,提出CODOG双轴非对称主机推进的应急运行模式,并对该运行模式进行仿真。[结结果]仿真结果表明:若额定工况下2台主机无法同时工作,可通过调整2部调距桨的螺距使其中一台主机在额定工况运行,另一台主机则采取部分负荷运行;若要保证高航速,应使燃气轮机产生额定功率,此时柴油机对应的调距桨的螺距应保持在最大值附近;在最高航速下可达到设计航速的84.4%,舰船的快速性要优于采用燃气轮机单轴推进模式。[结论]研究结果对CODOG动力装置的设计具有一定的参考价值。     

舰船概念设计发展趋势

随着舰船系统的日益复杂,更新舰船设计理论及方法就成了迫切需要解决的问题.本文在对国外舰船概念设计理论及方法的研究现状进行分析的基础上,对我国舰船概念设计进行总结,得出数学船、多学科间耦合作用分解以及多学科优化将会是未来我国发展舰船概念设计综合集成系统需要解决的关键技术难题.     

舰船动力装置实船嵌入式仿真训练系统

针对舰船动力装置实船嵌入式仿真训练系统的设计与实现问题,分析实船训练系统的研究发展现状,研究关键技术和实现方法,提出实船训练系统的3种技术设计方案。以某型动力装置岸基模拟训练系统为基础,实现一种基于以太网结构的全模拟式实船训练系统,能够兼顾岸基训练和实船训练的通用性要求,对实船训练系统的仿真模型和训练内容进行讨论。     

排水型水面舰船尾板参数优化设计

[目的]尾板设计一般追求高速减阻,对于同时以巡航和设计航速为优化目标的水面舰船尾板设计,其航速覆盖范围广,需重点对尾板参数的选取予以研究。[方法]采用计及航行姿态的粘性兴波流场数值模拟与模型试验验证相结合的设计方法,开展尾板多工况参数化优化设计。通过多方案数值仿真与阻力、自航模型试验的对比分析,总结得出尾板长度和下反角对于排水型水面舰船巡航和设计航速减阻节能的影响规律,并对CFD数值模拟结果的有效性进行初步的分析验证。[结果]结果表明,通过对尾板参数的优化,巡航航速约可节能3%,设计航速约可节能5%,达到了巡航和最大航速同时实现减阻节能的设计目标。[结论]所做研究可为后续排水型水面舰船尾板参数的优化设计提供理论支撑。     

虚拟技术在舰船动力装置训练中的应用研究

随着计算机软硬件技术的发展,虚拟技术在各个领域得到了广泛的应用。针对舰船动力装置的特点和传统训练方法的不足,文章研究将虚拟技术应用于舰船动力装置训练,包括舰船动力装置的结构原理培训、操作使用培训、装备维修训练等内容;同时,对舰船动力装置虚拟训练的技术实现方案及关键技术进行了深入分析,并以实例对训练功能的可实现性进行了验证。通过该方法的采用,不仅能够满足训练任务的需要,而且节约经费、缩短训练周期,具有非常重要的意义。     

舰船动力系统虚拟训练技术研究

针对舰船动力系统训练的现状,对虚拟训练技术在舰船动力系统训练中的应用展开了深入研究.在分析舰船动力系统特点及其虚拟训练功能需求的基础上,重点研究了舰船动力系统虚拟训练功能实现的技术途径和关键技术,并以某动力装置虚拟训练功能的开发为实例对本文的研究内容进行了验证.通过本文的研究,不仅能促进舰船动力系统训练水平的提高,同时也能为舰船动力系统训练手段的现代化提供一定的参考.     

基于知识库的舰船战损抢修决策方法

针对舰船动力装置在现代战场抢修中的重要性,在文献[2]的基础上进一步分析并总结知识库当前的应用情况,探究舰船动力装置战损抢修知识库的决策过程及决策机制。着重引入基于案例推理的决策方法,同时结合具体的案例进行研究。为知识库在舰船动力装置战损抢修决策中的应用提供参考。     

基于有限元的整船结构多学科设计优化

目前在同时考虑舰船水动力性能和结构性能的多学科设计优化模型中,水动力性能和结构性能的预报通常只能采用精度较低的经验公式。为了提高多学科设计优化模型的计算精度,必须要实现的技术就是将舰船水动力性能预报依赖于CFD的分析和将结构性能预报依赖于有限元的分析。重点研究了在多学科设计优化框架中集成有限元软件进行结构优化的技术。首先以一个简单的耐压圆柱壳为例子,介绍了iSIGHT调用Ansys进行包括参数化建模在内的结构优化的流程。然后对某船的整船有限元分析模型进行了整船结构优化研究。由于该船的整船结构有限元模型包含202个板和梁的属性,优化模型的设计变量很多,超出了目前很多优化算法的使用范围。在经过了多种优化算法的比较后,最终得到了优化解,实现了基于有限元的整船结构多学科设计优化。     

水面舰船多学科设计优化(英文)

多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法.中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究.上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化.在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9个约束和两个目标.iSIGHT9.O被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积.     

多学科设计优化技术在舰船设计中的应用

介绍多学科优化设计的主要基本理论、研究和应用状况及发展前景,根据舰船设计特点进行舰船多学科设计优化分析,重点分析舰船结构设计中的多学科设计优化问题,建立优化数学模型是多学科优化设计的重要内容,并对数学模型进行了分析。     

舰船短波电磁环境仿真建模的工程应用研究

舰船短波电磁环境仿真建模是面向舰船短波大功率天线优化布局、电磁环境精确计算与数字表征、电磁环境计算机模拟的关键技术,要保证舰船电磁环境分布的仿真结果贴近工程实际,必须对舰船电磁环境仿真模型进行精确构建和算法适应性处理。本文针对舰船短波电磁环境分布特征,分析了影响舰船电磁环境仿真准确性的主要因素,结合计算机图形学、计算电磁学和电磁波理论对舰船电磁环境仿真建模的工程应用技术开展了研究,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的优化建模方法。结果表明,该建模方法能满足工程应用需求,与试验数据对比的平均误差小于3dB。     

舰船顶层设计指标最优分配问题计算方法

基于大型复杂工程系统设计的多学科设计优化算法,开展了舰船顶层设计指标最优分配的计算方法研究,基于协同优化算法提出了舰船顶层设计指标最优分配的一种通用算法框架。     

舰船消防联动控制系统可靠性关键技术

以舰船消防联动控制系统为研究对象,探讨提高系统可靠性的技术手段。采用故障模式影响分析（FMEA）定位消防联动控制系统薄弱环节,并针对薄弱环节采用可靠性、维修性、测试性、安全性、保障性设计方法提高系统整体可靠性,对设计方法中涉及的关键技术进行深入研究。通过分析研究形成提高消防联动控制系统可靠性相关的控制器通用化模块化设计技术、控制线路故障诊断技术、气体释放安全防护技术、消防联动控制辅助决策技术4项关键技术。在满足消防联动控制系统基本控制功能要求的基础上,开展可靠性关键技术研究,达到提升消防联动控制可靠性的目的,起到保障舰船火灾安全性,提高舰船生命力的作用。     

舰船总体设计中的多学科优化技术

MDO（多学科优化设计）技术适用于解决复杂工程系统和子系统的设计优化。为推广多学科优化设计技术在舰船总体设计中的应用,阐述了多学科优化技术的基本理论、研究和发展应用情况,系统介绍了协同优化算法的应用环境、特征和基本原理,将舰船总体设计根据MDO的要求分解为浮态与稳性、水动力性能、造价等5个子学科并进行了学科分析,基于多目标协同优化算法建立了舰船总体优化的数学模型及优化框架。     

舰船动力装置系统仿真模型研究

文章研究了舰船动力装置系统仿真模型,讨论了舰船动力装置系统设计的复杂性和难度,介绍了舰船涡轮增压柴油机仿真系统模型和舰船燃气轮机仿真系统模型及其它们在舰船动力装置中的应用.