最首尾货舱直接强度评估研究

针对CSR-H关于最首尾货舱有限元分析在实际评估中可能存在的技术问题进行研究分析。通过理论分析与数值试验相结合对最首尾货舱有限元评估方法中的边界条件、力学模型、模型范围进行合理性评估,通过已建造船数值试验对最首尾货舱开展有限元直接强度评估。数值分析结果表明两端简支的边界条件能较好的模拟翘曲效应,模型范围对强度评估结果有影响。最首货舱离边界很近会导致甲板、外板的屈曲强度不满足要求。而CSR-H针对最尾货舱有限元中的剪力调整方法仍基于货舱中段,仅以货舱前后端壁剪力为目标值进行调整,这种剪力调整方法不适用于最尾货舱。     

基于有限元分析的舰船轴电流仿真研究

船体由于腐蚀会产生腐蚀电流,腐蚀回路中的轴电流反映了舰船电场的大小。明确了轴电流的等效电路,建立舰船有限元模型,利用ANSYS软件求解分析了轴电流的大小,分析了轴电流等效电路的各主要参数。轴电流等效电路可用于舰船电场预测和阴极保护设计等。     

舰艇发电机定子温升辨识模型研究

本文以一段定子铁心和一个通风道为研究对象,分析了定子铁心温升、绕组温升与发电机相电压、相电流、无功功率之间的状态方程。并根据此状态方程,推导出了定子绕组温升与发电机相电压、相电流、无功功率之间的传递函数,此传递函数即为定子绕组温升辨识模型。最后,通过实际试验验证了该模型的正确性,为发电机状态监测研究提供了基础。     

长江口围垦工程越浪数值模拟研究

运用基于非线性浅水方程的SWASH模型对长江口围垦工程的越浪进行模拟研究。采用垂向结构提高了模型的色散性,使模型适用于深水区,考虑垂向加速度的作用,使浅水区域的模拟更加精确。根据实际具体工程对模型进行验证并与海堤规范计算结果进行比较。研究表明:该模型和海堤规范都能很好地对越浪量进行计算,模型计算结果更为精确,工程中栅栏板对波浪的耗散等还需在数模中进一步概化和优化。     

船舶失控撞击高桩码头结构的数值仿真分析

以5万吨级散货船在失控状态下以1 ms的速度垂直撞击某高桩码头为例,运用有限元软件模拟该撞击的过程,得到对应撞击的能量转化情况以及船舶撞击作用力的时程曲线,并将撞击力仿真计算结果与各类船桥碰撞规范撞击力计算结果进行比较。同时,通过对撞击后码头结构破坏情况进行分析,提出防止码头结构由于船舶失控撞击而破坏的措施,为同类码头的设计、维护及改造提供理论依据。     

破损船体梁残存强度的有限元计算模型研究

采用Abaqus软件建立多个非线性有限元计算模型,对完整和破损后的船体梁进行非线性有限元计算。通过与Smith方法的结果对比分析,确定船体梁残存强度非线性有限元计算模型和边界条件,并研究破口周围边界对残存强度的影响。     

基于Simulink的幅压并励直流电动机运行特性仿真

分析了并励直流电动机的等效电路及数学模型,并通过MATLAB中的Simulink功能对某型船用直流幅压电机的运行特性进行建模,对该电机的空载、带额定负载以及电压突变时的运行状况进行了仿真。抽取一台样机进行了试验,通过仿真与试验结果的对比,检验了建立的电机模型的准确性,说明可以通过该模型的仿真研究幅压并励直流电动机的各种工况,从而验证电机的设计是否合理,保证电机可靠运行。     

高频PWM波反射对电机端过电压的影响

本文采用波理论分析变频驱动系统中高频PWM波反射,采用MATLAB仿真软件搭建软件模型,分析变频器输出电压波形的上升下降时间、供电电缆的长度、供电电缆分布参数及系统负载大小对电机前端过电压产生的影响,总结出高频PWM波反射对电机端过电压的影响。     

动力定位系统舵桨组合推力分配研究

针对船舶动力定位系统推力分配中舵桨组合的推力建模及优化分配问题,将舵桨组合的非凸推力区域转化成4个凸区域,采用切换控制理论把非线性最优化问题转换为线性最优化问题。将舵、桨组合起来进行推力建模,以最小推力、舵角变化和推力误差为优化目标,对推进器的推力变化率、舵角变化率、推力误差范围和推力大小作了约束,采用多边形的方法把推力范围约束转化为线性不等式约束,基于总功率与总推力误差在不同推力区域设计了切换逻辑,实现了在不同的推力分配器中的切换。实船试验结果表明舵桨组合推力模型及推力分配策略是切实可行的,满足了推力分配的要求,在配备舵的动力定位船上具有良好的应用前景。     

基于全耦合技术的船体结构碰撞性能研究

由于船舶碰撞问题的复杂性,通常是将船舶碰撞的外部机理与内部机理分开研究。作者基于“全耦合”分析技术,建立撞击船与被撞船整船模型,成功解决了船体与流场、撞击船与被撞船的耦合。此外,考虑撞击船与被撞船同步损伤,将内部机理同外部机理同步分析。通过数值仿真计算,分析了碰撞后撞击船与被撞船的运动、能量转化以及碰撞力、损伤变形及各构件的吸能情况。另外,开展多种碰撞工况计算研究,得出了便于工程应用的极限撞速曲线,为后续的船舶碰撞研究提供了技术支撑。