减摇复合船型首部构型设计与水池模型试验研究

船舶在波浪中航行时的纵向运动性能是衡量船舶综合航行性能的重要指标.为了改善船舶在波浪中的纵向运动性能,本文基于首部减摇组合附体技术对某型船首部构型进行改造并通过水池模型试验对其静水阻力和耐波性进行了分析研究.在分析该船作业及航区特点的基础上,通过船首部线型改造及减纵摇组合附体构型优化,给出适用于该船的首部构型方案.应用CFD软件和修正切片法进行水动力性能分析,并对船首构型方案进行优选.将优选出的性能较优复合船型方案和原船型开展水池模型静水阻力与耐波性对比试验分析,验证减摇复合船型的静水阻力性能与耐波性能.试验结果表明,改造后的复合船型减纵摇效果明显,对应实船四级海况18节航速下纵摇与首部加速度有义值较原船型降低15%以上;复合船型静水阻力有所增加,实船18节航速下静水阻力增加13.5%.     

基于小波和仿射不变矩特征融合的舰船型号识别

针对不变矩对仿射形变目标描述的不足,为提高舰船型号的识别精度,提出一种基于小波和仿射不变矩特征融合的舰船型号识别方法.首先对二值舰船图像进行归一化处理,并分别提取归一化舰船图像的小波矩特征值和仿射不变矩特征值;然后通过计算样本特征均值与标准差的比值,选择出鲁棒性好、稳定性高的特征,通过归一化方法进行融合;最后构造五类舰船的样本集,采用支持向量机(SVM)作为分类器识别测试样本的型号,分析不同矩特征、样本集大小、SVM参数、本文方法对识别精度、稳定性的影响.实验结果表明,文中给出的算法提高了识别精度,并且在训练样本集较小时仍能获得88%以上的识别率.     

75000t散货船阻力预报方法研究

在75000t散货船的设计建造过程中,主机的选型和功率的确定至关重要,这都取决于船舶在静水中以一定航速航行时的阻力值。本文对船舶阻力研究的三种方法,经验公式估算、船模试验和CFD数值计算进行介绍,并以75000t散货船为例讨论三种方法的预报阻力的可行性,以供设计者参考。     

水线面大开口深拖母船的阻力性能研究

采用CFD方法对某一深拖母船的阻力性能进行分析比较,计算一组航速下深拖母船的阻力,比较不同开口方式的阻力性能,分析其流场和压力分布,研究其阻力增加的原因,并探索减小阻力的方法。计算方法及所得出的结论可以为母船的设计以及开口船舶的阻力性能研究提供参考。     

囊式空气弹簧机械阻抗特性研究

根据小幅振动的线性叠加原理将囊式空气弹簧分成几个简单的可解析计算的规则区域,结合线性空气波动理论求解出空气弹簧内部声压场的分布。根据弹性薄壳无矩理论推导出旋转壳体状态向量的一阶常微分矩阵方程,利用齐次扩容精细积分法推导出壳体的传递矩阵,结合动力平衡方程求出空气弹簧在位移谐波激励下所受到的激励力,进而得出其机械阻抗。算例结果表明该方法合理可行,为运用近似解析法分析空气弹簧的阻抗特性提供了一种新的思路。     

Mike21软件桩群概化方法在高桩码头中的应用

码头前沿水域的横流过大容易导致船舶撞击码头或系船缆绳断裂,进而引发安全事故,因此研究码头前沿水域的流场状况对码头轴线合理选取和船舶的安全靠泊有着非常重要的意义。基于桩群概化方法,采用Mike21软件中的三角形网格水动力模块(FM模块)对曹妃甸矿石一期、矿石三期高桩码头附近的流场进行了数值模拟,并与现场实测流速、流向进行对比验证,确定了模型中的桩群影响参数。在此基础上,深入研究相邻高桩码头桩群阻力对周边海域的影响,并对码头前横流进行计算和分析。此方法实施简单、计算效率高,对大范围海域影响研究结果合理,对高桩码头前沿水域有关流速、流向的计算结果更加准确,对码头轴线合理选取和船舶安全靠泊有重要的参考意义。     

基于超长嵌岩桩自平衡试验的风化岩层侧阻力值研究

通过东非某工程海上超长嵌岩灌注桩自平衡试验,探讨不同风化岩层的竖向抗拔侧阻力分布规律,得出如下结论:1)强风化砂岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=1.534 2x+180.48;2)中风化泥岩侧阻力与位移拟合线性关系为:y=0.954 5x+353.5;3)相对于中风化岩层,桩土相对位移对于强风化岩层阻力值更为敏感。     

自流冷却系统引水装置水力性能研究

为提出先进船舶自流冷却系统引水装置的定量设计原则,参照水泵性能描述方法,提出自流扬程的概念,用自流扬程和附加阻力描述引水装置水力性能。基于伯努利方程和边界层方程的计算分析表明,为提高自流扬程,引水装置吸入口应垂直于来流且高于边界层厚度。基于冲量定理进行计算分析并结合三维仿真计算结果表明,为平衡自流能力和附加阻力,引水装置的入口流速与航速之比宜设计在一定区间内。实船计算结果验证了本文设计方法的正确性。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

管桩桩身总侧阻力分配函数的研究

为研究管桩的承载性状,基于管桩的现场试桩资料,对管桩桩身的总侧阻力分配函数进行研究,建立了管桩桩身总侧阻力分配函数的方程式,并对函数中各参数的取值进行了说明。研究发现,对各桩长及对各长径比的管桩,桩身总侧阻力占比-桩顶沉降曲线大部分呈现程度不等的线性关系,且这种线性关系与桩顶荷载、桩身总侧阻力是否达到了极限状态无关;基于该侧阻力分配函数计算了3根桩的桩身总侧阻力,并将计算值与实测值进行了对比,发现误差绝对值在15%以内。对只有桩顶荷载、桩顶沉降的桩,可以通过该方法建立桩身总侧阻力分配函数,从而获得桩身总侧阻力和端阻力,进而可分析管桩的承载性状。但因桩身侧阻力分配问题的复杂性,研究还是初步的,有待积累更多的现场实测资料,从而完善和深化该分配函数。