一种水工结构物检测用ROV的设计与应用研究

介绍了一种用于水工结构物检测的遥控式水下机器人研究方案。探讨了其系统组成、基本功能和工作原理,以工程应用的有效性和实用性为目标,提出了机器人本体结构、探测系统、定位系统、动力系统以及控制系统的设计方案。最后通过实物的水池试验和外场试验,对该ROV具备的水下探测和运行性能进行了检验。     

水下转塔生产系统解脱过程中的水动力特性研究

考虑到南海的恶劣海况对系统立管以及锚链的水动力作用,通过数值计算与Orcaflex模拟了水下转塔生产系统在解脱过程中的动态响应,并分析了恶劣海况对系统解脱过程中各参数的影响,所得结果对水下转塔生产系统的实际应用具有指导性意义。     

实验尺度水下滑翔机的机翼设计与水动力分析

为获取优化的实验尺度水下滑翔机水平机翼外形,基于CFD方法建立了滑翔机仿真模型。分析了平板机翼各参数间的关系,结合滑翔机特性,将机翼的表征量简化为安装位置、后掠角、展长、展弦比和根梢比等5个设计参数。通过对比分析各参数对升阻比的影响,提出了一种适用于实验尺度滑翔机的高升阻比水平机翼。仿真研究了设计的机翼对滑翔机运动的影响,结果表明,滑翔机各状态变量快速收敛,保证了滑翔机在水池环境中的稳态滑翔时间。     

对一型潜器的水下振动响应分析

文章基于三维水弹性方法,分析了一型潜水器水下航行中的振动响应特性,通过求解干模态的广义坐标响应及对应的附连水质量,确定了干模态频率和湿谐振频率的对应关系。该文预报的水下响应曲线的峰值频率得到了水声试验测试结果的印证,说明了三维水弹性方法在求解水下结构振动响应问题上的有效性。文中最后对潜器尾部结构进行了改进,改进前后速度响应幅值曲线的比对表明,增加尾部纵桁结构的刚度对抑制潜器的尾部振动有明显的效果。     

基于γ界面捕捉模型的近场水下爆炸数值模拟

随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以及HLLC近似黎曼求解器的格式,对于多相流界面的捕捉方法基于γ模型。文中的求解格式通过了一维激波管问题以及二维轴对称问题的验证,计算结果与理论解和实验结果吻合较好。在此基础上将该方法推广到近场水下爆炸过程中冲击波传播以及近水面爆炸现象的模拟,模拟结果较为满意。该文的研究方法能够为后续的近场水下爆炸过程中的空泡以及水射流的研究提供指导。     

航行体头型对气泡附着影响的数值研究

水下航行体穿越水中膨胀气泡时,气泡在一定条件下有可能附着在航行体上形成附着空泡,从而改变航行体水动力性能,为此开展了头型因素对气团附着空泡影响的数值研究。利用数值模拟方法计算了四种头型航行体穿越膨胀气团的过程,结果发现头型是影响气泡附着的重要因素:对于分离角较大的钝头型,气泡容易附着在航行体上形成附着空泡;对于分离角较小的细长头型,气泡受到扰动后就很快与航行体分离而不会附着。     

水下作战的发展分析与启示

水下作战是国家防御的重要组成部分。随着水下新技术的不断推出,国外水下装备体系与作战模式发生重要变化。本文分析国外水下作战的发展趋势及其特点,为我国海军在未来水下作战模式和装备体系的发展规划提供借鉴。     

一种水下无线网络安全机制关键技术

针对目前水下无线通信网络安全存在的问题,在对网络拓扑结构和拓扑控制进行研究的基础上,分析现有成簇策略的特点及不足,然后提出基于信任和能量的成簇方法。本方法通过对成簇方式进行分段控制,在初始化阶段采用最小能耗策略实现全网成簇,在簇头重选阶段以能量因子和信任因子作为综合评价依据选取信任簇头,在拓扑维护阶段对簇内节点进行监控和维护,实现降低能耗和提高安全的目标。最终在模拟仿真中,通过与LEACH算法对比发现,本算法在能耗和安全性上都有很大的提升。     

基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化分析

水下无人航行器(UUV)的总体优化设计一般由快速性、操纵性、结构强度、能源系统等系统构成,各个系统之间耦合,综合考虑各系统间的耦合作用对于UUV的设计至关重要,本文针对UUV快速性和能源系统综合优化的问题进行研究,主要工作有:根据艇型特点选择了19个相关设计变量,构建了约束条件,综合考虑各性能指标,建立了UUV快速性和能源系统综合目标函数;利用VC++语言,编制了基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化程序,从UUV快速性和能源系统的角度选取7个较敏感的设计变量进行了敏感度分析。通过计算表明,该优化系统准确可靠,平行中体长度、回转体直径和3 kn航速航行时间对优化系统较为敏感。     

港珠澳大桥非通航孔桥钻孔平台施工方案比选

港珠澳大桥CB05标非通航孔桥为跨径85m的钢-混组合连续梁桥,采用钢管复合桩基础,每墩均由6根钢管复合桩组成,全桥共372根。针对该桥结构特点和施工难点,桩基础施工提出了"钢管桩+型钢"结构的普通钻孔平台(方案1)和"整体桁架式"结构的整体钻孔平台(方案2)施工方案,通过文明施工、安全环保、施工工效及经济性方面的比选,采用方案2施工。在工厂内将钻孔平台零散构件按标准化要求加工成型后,组焊成整体桁架式结构,利用船舶整体运输至墩位,再采用吊船整体安装或整体拆除倒用,完成钻孔平台施工。该方案有效地缩短了钻孔平台逐墩转换的间歇时间,具有高效、安全、环保、节能、快速等优势。