水下拖索空间形状和张力分布研究

该文建立了拖索在水下拖曳系统中,三维空间的形状和张力分布的数学模型。采用本文的数学模型编程计算了两个工程实例,计算结果表明此数学模型具有一定的理论意义和工程实际价值。     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

螺旋桨负载模拟装置的可行性验证

针对螺旋桨模拟装置的可行性进行了仿真验证.建立了一个带螺旋桨负载的推进系统的数学模型;设计了船桨模型,并结合曲线拟合方法获得了相关数据曲线的函数.在Simulink环境下,建立了整个仿真系统,并进行了动态仿真.通过仿真,螺旋桨负载模拟装置的运行结果与实际的螺旋桨特性基本一致,确定了模拟装置可以模仿船舶推进系统的动态特性,同时仿真程序可为工程实践提供理论支持.     

船舶起重作业时定位控制方法研究

近海建筑的建造和安装,需要起重船定点作业,所以要求对起重船动力定位控制方法进行研究。在建立海洋环境模型(风、浪、流)的基础上,建立船舶起重作业模型。设计带有风前馈的反步控制方法,降低系统对环境扰动的敏感性。通过设计估计器,给出船舶运动低频位置、艏向和速度量的估计值,并且使用估计器所得出的低频估计值作为反馈值来减少控制输出的高频振荡。仿真结果表明对于建立的船舶起重模型,所设计的控制方法和估计器,可以较好地完成定位作业。     

舵鳍联合非线性数学模型的建立及仿真

针对船舶运动的非线性本质,为舵鳍联合系统建立了具有通用性的非线性数学模型.首先基于MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)的建模思想,建立一个包含风、浪、流十扰的4自由度舵鳍联合非线性数学模型,并详细给出了模型涉及的参数及流体动力导数的计算公式.然后利用该模型对"Hual Trooper"号汽车运输船及"Belnor"号散货运输船进行同转试验及Z彤试验的仿真,得到了一系列与实船试验曲线接近的仿真曲线.仿真结果说明了该模型的止确性和工程可行性.     

航道整治工程中长河段复合模型方法研究

鉴于数学模型在解决水沙运动及河床冲淤变化三维性较强的局部工程问题时存在一定的局限,以及物理模型在模拟长河段时受时间变态影响较为严重的问题,提出综合物理模型和数学模型优点的长河段复合模型。综述国内外复合模型的发展情况、优缺点及发展趋势,结合物理模型和数学模型在航道整治工程中的应用,提出航道整治工程中长河段复合模型研究思路与方法。     

海岸河口多功能数学模型软件包TK-2D研究与应用

海岸河口多功能数学模型软件包TK-2D是交通部天津水运工程科学研究所在近30年海岸河口数学模型研究技术和经验积累的基础上,通过对海岸河口数学模型进行判断的改进完善推出的海岸河口多功能“五场”品牌化数学模型软件,是国内水运工程行业第一个拥有自主知识产权的国产行业品牌软件。文中主要对TK-2D进行了简介,包括TK-2D主模块、辅助模块、网格处理技术、重要系数和参数及重要工程应用。     

水下推进器热动力系统启动过程仿真数学模型

以某型鱼雷动力推进系统为对象,在进行了必要的假设前提下,通过分析其工程过程,根据能量守恒、质量守恒以及工程热力学原理,建立了动力系统启动过程数学模型,并采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言进行程序设计。通过数学仿真研究了固体药柱燃烧、固液混合燃烧以及液体过程、燃烧室内压力和温度的瞬时变化及雷机桨匹配关系,同时也分析研究了进主燃料时间以及速制转换、鱼雷初始速度、航行深度等对启动过程的影响。此外,通过与国外资料提供     

动态载荷识别的自适应延迟逆模型方法

为减小载荷识别问题对原系统先验知识的依赖,采用系统的自适应延迟逆模型识别时域载荷。采用自适应算法辨识延迟逆模型,代替了一般识别方法中的系统特性矩阵求逆过程,避免了病态问题。随后将工作状态下的响应作为逆模型的输入,则其输出就是时域载荷的延迟估计。通过对两端简支梁结构进行载荷识别的仿真研究,以及对双层隔振试验台架的试验研究,识别了稳态激励和瞬态激励,验证了该方法的有效性。该方法不需要了解系统的数学模型及参数,因此能够应用于工程实践中。     

长江口综合整治工程波要素计算方法

长江口位于开敞海域,波浪随季节变化,波况极为复杂。工程水域的设计波要素关系到海塘防洪安全,对于长江口综合整治工程有着重要影响。采用经验公式和数学模型两种方法计算长江口海域的波浪。研究结果表明,两种方法计算的平均波高相近;数学模型计算的波周期更符合波浪传播变形规律,经验公式计算的波周期偏保守、对工程来说偏安全。对两种计算方法的优缺点进行了比较分析。建议采用数学模型计算长江口水域的波要素,并采用经验公式进行复核。必要时结合波浪实测数据和物理模型,提高计算结果的准确性,为长江口综合整治工程提供可靠的设计波要素。     

广东海门湾海域水文测验与分析

文章对海洋工程水文测验站位的布设、先进仪器设备的采用、数据处理与分析等进行了系统的介绍,为掌握工程附近海域海洋水文状况及海洋水文要素变化规律,为评估海洋工程对附近海域环境的影响,为数学模型研究、物理模型研究及工程设计所需基础数据提供了一个典型案例。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟初步研究

船舶航行操纵数学模型包括水流数学模型和船舶航行数学模型,其中水流数学模型是船舶航行模拟的基础。基于船舶航行操纵数学模型的基本原理,研究开发了船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,采用有限体积法对水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法,船舶航行数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型,并采用有限差分法离散求解船舶运动方程。根据实船或船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验资料,对所建立的船舶航行操纵数模进行了验证和参数率定,结果表明该船舶数模能够正确模拟船舶的航行操纵性能。     

Nginx负载均衡技术在高速公路视频云联网平台中的应用

为有效解决高速公路视频云联网平台并发访问能力较差的问题,采用Nginx负载均衡技术处理该平台应用层的请求.深入分析加权负载均衡算法,综合各服务器的性能指标,建立高效的服务器设定权值数学计算模型.采用该模型计算得到各服务器设定的权值,据此分配客户端请求,使各服务器资源得到充分利用,显著提高平台的并发访问能力.     

带有复合结构的多层隔振系统振动传递及声辐射研究

本文将船体结构与安装在其上的设备和周围水介质合在一起建立了一个数学物理模型，即研究具有机器──上层隔振器──带有粘弹性材料（阻尼处理）的筏架结构──下层隔振器──基座艇体──外流场的艇体振动及声辐射。首先，从复合结构与流体相互作用问题的有关混合边值问题出发，针对声波辐射特点，推导了一种广义形式的Hamilton原理及有限元形式的运动方程。在此基础上，分别推导了带有粘弹性材料的筏架结构和艇体与声学介质耦合的动力学运动方程式。进一步在阻尼处理面积及位置、上下层隔振器刚体变化、基座面板厚度变化等四个方面对浮筏隔振系统声场特性的影响作了详细计算及分析研究，得到了一系列具有工程应用价值的结论。     

Mathematical model of single-propeller twin-rudder ship

A mathematical model of a single-propeller twin-rudder ship has been developed from captive and free running model experiments. An open water rudder experiment was carried out to figure out the characteristics of the rudder. Captive experiments in a towing tank were carried out to figure out the performance of a single-propeller twin-rudder system on a large vessel. Interactions between the hull, propeller and twin rudders, including mutual interactions between the twin rudders, were expressed with several coefficients that were calculated from the experimental results at various ship speeds. In the analysis, the unique characteristics of a single-propeller twin-rudder ship, which affects rudder forces, were explained and formulated in the mathematical model. The captive model tests were conducted with zero ship’s yaw rate, so the interaction coefficients, which are influenced by the yaw rate, are determined from free running model experiments. Validation of the mathematical model of a single-propeller twin-rudder system for a blunt body ship is carried out with an independent set of free running experiments, which were not used for determining the interaction coefficients. The validated numerical model is used for carrying out simulations. Based on simulation results, some recommendations have been proposed for installing a single-propeller twin-rudder system.     

波浪与防波堤护面块体相互作用模拟研究新进展

通过流固耦合三维数值模型与先进的GPU计算技术相结合,为模拟分析波浪与防波堤护面块体等水工构筑物的相互作用提供突破性的研究计算手段,能够克服现有连续介质波浪数学模型的不足,解决许多目前需要波浪物理模型才能解决的问题。该模型具有边界改变方便、成本低、分析速度快的特点,能满足多方案设计对科研的要求,因此在工程领域有广泛的应用前景。     

点集局部处处为凸的外包线自动生成

在海岸工程的数学模型中,原始地形数据一般表现为一系列平面点的坐标,而在数学建模过程中往往需要根据该点集(坐标)人工给定模拟区域的边界。可根据事先设定的搜索点数得到点集的外包线,不同的搜索点数可以得到不同的外包线。一般说来,随着搜索点数的增加,外包线内的面积也不断增大,直到得到该区域的凸包(该凸包一般不是所要寻找的)。外包线内的面积与凸包的面积比值,定义为该外包线的凸度。为了减少手工工作的劳动量,提出了一个根据给定点集,自动寻找其合适外包线的算法。同时给出了外包线的调整算法,使得寻找到的外包线更加贴近初始给定的情形。最后应用该程序对渤海区域边界点数据进行了边界寻找,效果良好。     

基于马尔可夫过程的舵机控制系统可靠性分析

应用马尔可夫过程对船舶液压舵机控制系统可靠性数学模型进行建模,并通过元器件计数法计算出各个组件的失效率,得出舵机自动控制系统的可用度,为获得系统的可靠性和故障诊断提供参考。     

船舶管线隔振支座布局优化设计的规范法

国内关于船舶管道隔振支承布局优化设计的标准和方法目前还没有建立,有关优化模型及算法的研究有待开展。借鉴美国ASME B31规范和综合考虑强度、刚度、稳定性、固有频率及振级落差等约束条件,提出了管线系统支座布局优化设计模型及规范设计法。该方法根据ASME B31规范初步确定支座的数量,通过几何优化设计支座的间距。提出迭代优化算法求解这上述问题,获得较优的支座数目与支座间距。通过算例,研究了不同优化目标函数的选择,(如支座造价、管线最大下垂或结构应变能等),对优化结果的影响;证明了有关模型与算法的有效性和实用性。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。