“空地水”一体化测绘技术在航道测量中的应用

航道测量主要包括RTK陆上地形测量、单波束水下地形水深测量等,测绘成果通常只能以坐标点、矢量线形式体现在图纸上,无法获取测区直观的影像资料,并且受现场测量技术和条件的制约,在测区较大、通航或施工繁忙等情况下,难以保证水上水下测量的时效性、一致性和完整性。结合无人机低空摄影测量、高精度单机RTK定位、三维激光与影像扫描、多波束扫测及单波束测量、无人测量船综合应用等多种高新测绘技术,研究了适用于长江航道的多平台、多方位协同采集与多源数据融合处理的作业方式,对所获取的各种数据的类型、格式、数据量等,依据统一的数据标准进行融合及加工,以用于数据融合展示与分析,并基于该作业方法开发了一套可满足各种航道测绘的多源数据融合处理及成果可视化展示平台。研究结果表明,该多波束测深精度达到0.3 m,激光点云的平面精度和高程精度均达到0.4 cm,达到了规范要求的精度水平。     

半悬挂舵空化及其对非定常力的影响研究

为深入研究空化后半悬挂舵非定常水动力性能的相关规律,采用结构化网格、DES湍流模型和VOF方法对某大型舰船的半悬挂舵空泡进行计算。探讨和分析舵空泡的周期性变化,同时简要分析半悬挂舵的间隙空化及端部空化产生的原因。基于空化和非空化2种状态对3个不同舵角下的舵空泡进行计算,总结了舵横向力、舵轴扭矩等非定常力的规律。结果表明：当空化区域较小时,空化对舵非定常力几乎没有影响,随着空化区域的增大,舵效显著降低;空化发生后,舵非定常力的脉动幅值将急剧增大,且空化区域越大,舵非定常力的脉动幅值越大。该研究结果可为评估空化状态下半悬挂舵的水动力性能及对舵进行优化设计提供技术支撑。     

沿海敞口集装箱船建造检验机电部分要点解析

敞口集装箱船是一种特殊设计的集装箱船,其一个或多个货舱没有设置舱口盖。近年来,敞口集装箱船的新船建造,对图纸设计人员、船厂现场施工人员、现场验船师具有一定难度。相对于普通船型,敞口集装箱需要设置不少附加的系统,比如货舱舱底水排水系统、货舱舱底水高位报警装置、货舱固定式水喷雾系统、抽烟式探火系统及危险货物货舱通风系统等。敞口集装箱船载运液体危险货物时,还需要考虑危险品舱底水泵以及残液舱的设置。     

二维潮流数学模型在航道通航条件影响评价中的应用

采用二维潮流数学模型分析论证跨越航道工程对航道通航条件影响,分析其对航道水流流态、流速及水动力轴线变化,尽量减少对航道现状通航条件影响,为下一阶段工程建设提供有利依据。     

基于GPC的气控被动式减摇水舱研究

在建立减摇水舱内气体和液体两相流动的运动模型基础上,研究了水舱顶部气体连通道的截面面积大小与水舱内液体振荡参数之间的关系.利用广义预测控制(Generalized Predictive Control, GPC)对水舱内液体运动参数进行在线滚动寻优计算,并通过调节截面开口大小实现参数的调节,以此控制水舱内液体的流动,使之与船舶横摇运动相适应,对抗外部海浪干扰.仿真研究表明,与传统的开关式气阀控制策略相比,新的控制策略可以明显提高被动可控式减摇水舱的减摇效果,在较宽的频率范围内对船舶进行有效减摇.     

单桨运输船采用吊舱式推进器性能试验研究

以已投入营运的两型单桨运输船采用常规推进与吊舱式推进方式的船模对比试验结果和相关研究资料为基础,分析研究了采用吊舱式推进器前后性能变化规律及结果成因。结果表明:单桨船舶采用吊舱式推进形式,可以做到其快速性与采用常规螺旋桨推进相当;但航向稳定性略差,可增加吊舱式推进器的挂臂等侧投影面积以提高船舶航向稳定性。被研究船在设计航速附近常用小舵角下操纵性和大舵角下回转,吊舱式推进形式与常规推进没有明显差异。在低航速或零航速下,使用吊舱式推进器船舶的操纵性有明显的优势。     

基于模型预测的主动式减摇水舱约束控制

由于边舱高度有限,减摇水舱中的流体在水舱内运动时会引起饱和非线性,给舱内流体运动的估计与控制带来困难.针对饱和非线性所带来的控制问题,建立船舶-水舱系统模型,同时基于约束条件设计了模型预测控制(MPC)策略.仿真结果表明,该控制策略在减少主动式水舱高能耗的同时,增强了对水舱内流体的控制,有效提高了水舱系统的减摇效果.     

微型开架式水下机器人水动力系数测定

水下机器人水动力系数的准确测定,是对机器人运动进行仿真和控制的前提。以形状复杂的开架式有缆水下机器人(ROV)作为研究对象,通过一系列水动力试验,计算出适用于开架式水下机器人模型的几个重要的实时水动力系数,为自主遥控水下机器人(ARV)的运动仿真提供了数据支撑,进而为ARV的控制奠定了基础。     

基于面元法的吊舱推进器定常性能研究

基于势流理论面元法建立了吊舱推进器定常性能的计算方法.分别建立螺旋桨和吊舱的积分方程,通过在表面上布置双曲面元将方程离散为以面元上偶极强度为未知量的矩阵.螺旋桨和吊舱之间的相互影响通过迭代计算来处理.Newton-Raphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件.为避免数值求导中的奇异性,用柳泽(Yanagizawa)方法求得物体表面的速度分布.支架作为升力体处理,并通过迭代计算更新支架的尾涡形状.计算了拖式吊舱推进器的定常水动力性能,与实验结果的比较表明,计算误差在5%以内.分析了舱体对螺旋桨的影响,舱体的伴流会引起螺旋桨的载荷增大.     

从实测数据判断箱筒型结构在风浪作用下的稳定性

箱筒型结构是一种新型的防波堤结构。通过土压力、孔隙水压力、振动、波浪、十字板等数据,对箱筒结构在大风浪作用下的稳定性进行了综合分析,得出在大风浪作用下箱筒稳定的结论。该结构适用于软土地基,工程费用低,建设速度快。