超空泡航行体水下弹道的数值计算

超空泡状态下的航行体水下弹道的研究涉及固、液、气(汽)三相介质的运动.本文应用细长体理论计算航行体在超空泡状态下的流体动力,成功模拟了超空泡状态下的航行体水下弹道.     

一种考虑尾空泡影响的航行体流体动力数值仿真计算模型

文章针对水下垂直发射航行体,建立了一种考虑尾空泡影响的定常水动力数值仿真计算模型,分析了尾空泡对轴向力、附加力及俯仰阻尼力矩的影响。将仿真获得的考虑尾空泡影响的定常水动力系数代入理论弹道模型,预示水下弹道。计算结果表明,采用文中的考虑尾空泡模型及相应的流体动力求解方法获得的流体力系数,用于预示航行体运动参数的变化规律与模型弹射试验结果一致性较好。     

基于摆动喷管的水下航行体推力矢量控制流场特性仿真研究

本文针对航行体水下喷管摆动推力矢量控制动态过程,建立了流体动力与弹道耦合数值仿真计算模型,采用CFD手段分析了航行体水下运动过程中喷管尾部喷流流场与尾空泡相互作用流场的发展演化过程,获得了航行体摆动喷管推力矢量控制下非定常流场动态特性,为航行体水下运动控制方式的深入论证及应用提供了研究方法和手段支撑。     

高速航行体与运载器水面分离平面弹道数学仿真

基于势流理论计算水动力,求解线化的多体动力学方程,对高速航行体与运载器水面分离过程进行了二维弹道仿真.依据分离运动的特点,弹道仿真计及了适配器刚度和间隙、波浪扰动、流体作用力、助推器推力及分离内弹道过程,结合部分实验结果,给出了弹器分离运动的半经验半理论的计算分析方法.仿真研究考虑了航行体从水中发射到弹器完成水面分离的整个水下弹道过程.将仿真结果与模型实验结果进行了对比,验证了该方法的有效性.     

小攻角下航行体三维非定常空泡形态理论预示方法

小攻角下水下航行体高速运动时会形成不对称、非定常空泡,空泡形态是水下流体动力及弹道设计的主要依据。该文基于空泡独立膨胀原理,考虑横流对独立空泡发展的影响,建立了带攻角状态下空泡形态理论计算模型。针对典型工况开展计算获得了航行体迎背流面空泡长度、空泡压力变化过程,并与试验数据进行比对以验证模型的合理性。     

横滚对鱼雷直航弹道的影响及对策

鱼雷直航弹道是其水下航行弹道的重要组成部分,横滚又是鱼雷航行弹道的一个普遍现象,而横滚对直航弹道的最大影响是航向偏差,这个问题一直是直航弹道研究的重点.文中指出鱼雷上爬(下潜)和地球自转引起的转子轴与鱼雷纵轴的夹角是横滚产生鱼雷航向偏差的根源,并对此展开了定性分析和实例解算,得出相应结论.结合装备及使用情况,提出并详细论证了相应的补偿方法.综合分析表明,通过鱼雷技术准备时提前进行补偿或在组织射击时进行提前角(转角)修正,可以较好地解决因横滚而产生的鱼雷航向偏差问题.     

小攻角水下航行体定常空泡外形计算方法

水下航行体上的空泡在攻角、重力及航行体的外形影响下,空泡的迎水面外形与背水面外形并不对称,这种不对称空泡外形对空泡水动力或航行体弹道有极大影响.本文结合动量原理和空泡独立膨胀原理,在小攻角条件下建立了定常三维空泡外形的方法.     

小攻角水下航行体定常空泡外形计算方法

水下航行体上的空泡在攻角、重力及航行体的外形影响下,空泡的迎水面外形与背水面外形并不对称,这种不对称空泡外形对空泡水动力或航行体弹道有极大影响。本文结合动量原理和空泡独立膨胀原理,在小攻角条件下建立了定常三维空泡外形的方法。     

基于全弹道控制分析的水下航行器攻击模型视景仿真*

研究并建立高空滑翔水下航行器的虚拟现实的视景仿真系统,分析水下航行器全弹道控制并在视景仿真平台下实现水下航行器全弹道多状态攻击轨迹模型。高空滑翔水下航行器姿态变化快,背景参数复杂,视景仿真中会出现局部模型快速变化或者模型分离的难题。提出采用DOF和Switch节点相结合的方法,利用其Matlab Simulink仿真模型,计算高空滑翔水下航行器的六自由度数据,通过Matlab的“To Workspace”模块将六自由度数据输出并存档。在VC＋＋6．0环境下编写Vega应用程序,读取运动参数,应用LOD技术在不降低显示速度的同时提高仿真视觉效果。仿真实验和测试效果表明,系统实能实现水下航行器在空中滑翔、低空突防、滑翔翼脱离以及水下攻击等多状态的水下航行器运动弹道轨迹和视景仿真效果,以及运动控制参数的同步跟踪,不再会因局部模型快速变化和模型分离而失真。为分析空投滑翔水下航行器的运动轨迹提供了数据支撑和视景平台支持,对展开高空滑翔水下航行器的弹道控制研究和试验具有重要价值。     

碟旋体高速小角度入水稳定性仿真分析

[目的]针对高速航行体小角度入水稳定性问题,提出碟形回转体(碟旋体)高速斜切入水的技术方案,研究航行体高速入水的弹道特性。[方法]利用刚性Lagrange结构网格和Euler流场网格(L/E)耦合的方法,建立碟旋体和尖头回转体小角度入水的仿真模型。通过对比所用算法得到的位移与文献试验测得的结果,验证算法的准确性。对比分析两种航行体在以7°斜角高速(405 m/s)入水后的质心弹道轨迹及计算结果,并模拟碟旋体在不同角度入水时的初始弹道,分析其对碟旋体入水弹道稳定性的影响。[结果]分析结果表明,在以7°斜角高速入水后,尖头回转体发生了跳弹现象,而碟旋体能保持较好的斜射姿态,未发生跳弹现象,这说明碟旋体在小角度入水时水下弹道稳定性很高;在不同入水角度下,碟旋体的弹道侧向偏斜较小,入水弹道均稳定。[结论]研究结果可为水面舰船向水下目标精确、稳定和高速投放有效载荷提供新的思路。     

非均匀侧压作用下圆柱壳的强度优化设计研究

研究变厚度圆柱壳在任意轴对称侧向分布荷载作用下、体积保持不变时的强度优化设计问题.采用阶梯折算法,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式.根据Huber-Mises-Hencky强度准则,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题,并以投影梯度法对本问题进行了的优化计算;对一些典型算例的计算分析证明本文方法的可靠性.     

基于多装船机的散货船智能装载

对散货船使用多装船机进行装载作业的情况,建立以最高装载效率、最佳纵倾和最小化船舶最大静水弯矩值为目标,以浮态、稳性和结构强度为约束条件的散货船智能装载数学模型,使用改进的多目标遗传算法进行求解,得到优化后的Pareto解集,结果表明:该算法能够有效求得该问题的优化解,在实际应用方面具有一定的可行性.     

移动荷载下粘弹地基上刚性道面板响应分析

文中以一种更符合机场刚性道面实际情况的力学计算模型——移动荷载作用下粘弹性地基上无限大弹性薄板系统来研究道面弯沉的求解。应用线性系统的叠加原理和坐标变换,建立求解系统的动力响应广义积分公式,把运动荷载问题转化为获取位移脉冲响应函数。利用拉普拉斯和汉克尔变换求解板在瞬时点源荷载作用下的解,再结合广义积分得到道面板在移动荷载作用下的弯沉解析解。     

储能装置的投入对整流发电机突加负载时瞬时电压的影响

为了定量确定整流发电机突加负载时的瞬时电压变化与储能补偿功率之间的关系,提出了一种基于负载等效和曲线拟合的瞬时电压计算方法。该方法通过将整流发电机直流侧的突加负载折算到交流侧,并利用整流桥的电压特性,分别给出了空载突加和带载突加时的瞬时电压表达式;然后,将储能装置的投入等效为负电阻的形式进行功率补偿,通过计算得到瞬时电压与补偿功率之间的关系;最后,根据PSCAD仿真结果对理论计算进行曲线拟合,得到调整后的瞬时电压与补偿功率之间的关系,为下一步研究储能装置的优化配置提供了理论依据。     

合拢弯矩作用下复合材料曲梁突变屈曲的研究

研究了复合材料曲梁在受到合拢弯矩作用下发生的屈曲情况,并给出一种理论解析方法来分析这种很可能发生在复合材料弯曲结构中的脱层耦合屈曲问题.该方法是基于曲梁大变形理论及断裂力学而提出来的.文中并用该解析方法分析了一个特定的常见的情况,在该题例中脱层发生在非常靠近内表面处并且突变屈曲就发生在该薄脱层.在文中也对脱层裂纹的弧角对极限载荷的影响进行了研究.     

准确确定海船初稳性高度界限面及综合稳性界限面的方法探讨

本文介绍了确定船舶初稳性高度界限面和综合稳性界限面的准确方法，通过对初稳性高度界限面问题的讨论，完善了载荷变动求取船舶初稳性高度变化量及改变载荷调整船舶初稳性高度的理论计算公式，并为船舶驾驶员在载荷变动时判断船舶初稳性高度的变化情况提供了准确可靠的方法。通过对船舶综合稳性界限面问题的讨论，建立了改变载荷求取船舶综合稳性变化量及调整船舶综合稳性的理论计算公式，为船舶驾驶员在载荷变动时判断船舶综合稳性的变化情况提供了准确可靠的方法。     

The design of liner shipping serives: the problem of feeder services versus multi-port-calls

In this paper, the authors outline the structure of liner shipping systems with special emphasis on the question of whether feeder services are superior in economic terms to the more traditional and commonly-used multi-port-calling system. They describe the theoretical advantages of the former over the latter, and develop a model by which the optimal conditions both operate in may be determined. This model is then applied to a real situation to ascertain whether the theory works in practice. They conclude that the shuuttle/feeder system is worthwhile only in exceptional circumstances when specific route characteristics—low trade density; hinterland generated cargo; inland position of port; and heavy congestion—coexist. Despite the expense of multi-port-calling, it remains the most practical solution to the thin trade problem.     

波高对桩柱最大水平波浪力新算法精确性影响

对Morison方程进行适当变形、推演,得到了一种可直接计算近海平台支撑物所受最大水平波浪力的计算方法。将此计算方法与经典计算法进行对比。对比发现,当阻力相对于惯性力起主要作用时,新算法与经典算法所得结论完全一致。当惯性力相对于阻力起主要作用时,新算法存在一定偏差,在该情况下,使用Matlab辅助计算,得到了波高对桩柱最大水平波浪力新算法精确性的影响曲线。     

基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计

  目的  针对传统船舶结构可靠性优化设计中难以同时保证全局近似精度与计算效率的问题,提出一种基于少数类合成的过采样算法（SMOTE）和动态代理模型的可靠性优化策略。  方法  首先,通过最优拉丁超立方试验设计,在设计空间中选择初始样本点,构造BP神经网络模型;然后,利用全局优化算法−模拟退火法（ASA）和可靠性优化设计的单循环法（SLA）,找到当前全局最优解;最后,通过SMOTE算法增加最优解周围的样本点,更新代理模型以提高其在全局最优解附近的精度,直至优化迭代收敛。  结果  结果显示,SMOTE算法可以合成位于失效面附近的样本点,从而使BP神经网络模型更高效地拟合极限状态函数;SLA法将可靠性优化问题解耦成确定性优化问题,在保持计算精度的同时提高了计算效率。  结论  优化结果表明,采用所提方法在获得分析模型全局最优解的同时还能有效减少计算成本。     

小口径舰炮最大射击效能的求解

小口径舰炮武器是水面舰艇末端防空反导的重要武器。文章从舰炮武器的作战使用出发,建立了舰炮最优射击效能的理论数学模型和工程数学模型,并以某型小口径舰炮为例,对其最优射击效能进行了求解。