航行体不同角度入水的空泡流体特性研究

为研究航行体不同俯仰角入水空化演变规律及空泡流体特性,基于Realizable k-ε湍流模型和VOF多相流模型,建立航行体不同俯仰角入水数值模型,开展数值方法验证,数值模拟结果与实验测试结果吻合。基于此,研究航行体入水空化过程演变机理及其不同俯仰角水空泡内流体分布规律和空化阶段演变特性。研究结果表明,依据空泡内流体分布变化规律空化过程可分为空泡的表面闭合阶段、饱和阶段、深度闭合阶段和溃灭阶段;在入水速度一定的情况下随航行体入水俯仰角增大空泡生成速率降低、空泡内的水蒸汽体积增长率减小、水蒸汽体积含量峰值变小、空泡饱和阶段的空气体积变大,体积范围为6%～9%;空泡表面闭合无量纲时间随入水俯仰角从-10°变化到10°呈对数趋势增长,空泡饱和无量纲时间近似线性递减,空泡深度闭合无量纲时间基本不受俯仰角变化影响。     

船闸的门槛水深（二）——船舶过闸所需的最小门槛水深

目前国内针对“船舶过闸时所需的最小门槛水深”的研究还没有形成系统性的成果。通过分析已有的研究成果,提出“船舶过闸时所需的最小门槛水深”由船舶吃水和富裕水深组成,富裕水深由船舶航行下沉量和最小安全富裕水深组成;影响船舶过闸时的航行下沉量的主要因素是船舶的阻塞系数、航行速度和水深。根据已有的研究成果的适用条件,介绍一种估算船舶过闸时的航行下沉量和极限航速的计算方法。最小安全富裕水深主要用于补偿航行下沉量估算的可能误差和枢纽运行中的推移波产生的水面波动,枢纽运行中产生的非恒定流是推移波的主要来源,一般情况下最小安全富裕水深可取30 cm,当预计推移波对门槛水深的影响比较显著时,应开展专门研究。     

海空跨域航行器流体动力特性研究

为了兼顾水下航行器和空中飞行器的优势,本文提出一种基于升力原理实现水空作业且能多次自由穿越水气界面的航行器——海空跨域航行器,应用STAR-CCM+软件,基于重叠网格方法对航行器的气动水动特性进行数值模拟,分别得到了航行器在水中和空中航行时的升阻力以及升阻力系数。通过对结果的分析,验证了该航行器可以分别满足在水中和空中航行时的升阻力要求,这对海空跨域航行器的设计有着重要的参考意义。     

舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化

由于无线传感器网络能源电力完全消耗后导致该节点失去效用,提出一种舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化策略。建立舰船航行信息传送过程中产生的能耗模型,结合节点休眠策略和簇头选择策略,构建无线传感器节点综合节能策略,通过合理选择休眠节点,延长无线传感器使用寿命。通过实验结果证明,所研究策略的节点剩余能耗、节点存活数量更多,具有节能、延长传感器使用寿命的效果。     

基于被动声呐方程的水下航行器声学安全态势研究

针对水下航行器声探测效能定量评估需求,以被动声呐方程为基础,建立窄带水声探测模型,定量给出水下航行器辐射噪声声源级、海洋声场传播损失、海洋环境背景噪声级等声学安全态势评估输入参数,经信号处理得到了接收设备阵列响应。在此基础上,基于统计检测理论明确了水下目标探测距离,完成了水下目标安全态势分析。研究表明,水下航行器辐射噪声峰值线谱对声呐探测效能影响显著,峰值线谱的有效控制是优化水下航行器声学性能的关键。     

载人潜水器与VR结合的应用模式研究

在充分调研VR技术在航空、军事、工程设计、营销展示、文化娱乐、教育等方面应用现状的基础上,追踪载人潜水器的设计制造、全寿命过程及其衍生物,深入发掘与VR结合的应用模式及VR的不同展现方式。从辅助设计制造、航行运动仿真、操作教学与培训、维护保障等方面提出对VR的需求,为VR在载人潜水器领域的应用提供支持。     

基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统

针对当前舰船航行安全监控系统在运行时,监控测量精度较低,导致系统测量的周期性脉冲信号较为分散的问题,设计基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统。硬件部分设计舰船航行安全监控控制器,实现监控控制模块功能,设计安全监控信号输出接口,分析船用发动机各种状态参数。软件部分设计采用高精度傅里叶分析法,接收监控测频数据,制定串口通信程序数据分析过程。设计监控信号接口输出代码,通过监控信号接口输出分析结果,完成舰船航行安全监控系统设计。测试结果表明,基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统监控测量的周期性脉冲信号较为集中,能够有效提高监控测量精度。     

AUV全局路径规划环境建模算法研究进展

AUV的路径规划算法是AUV最为核心的技术之一。本文在分析AUV自主巡航技术背景的基础上,综述针对海底环境的全局路径规划环境建模方法的研究现状,并比较栅格法、拓扑法和可视图法的优缺点;讨论了国内外学者在探索海流对AUV全局路径规划环境建模影响方面的研究进展。基于对AUV海流影响研究现状,展望了该领域的发展方向,并给出了2种考虑洋流影响的AUV全局路径规划环境建模算法。     

基于多媒体技术的舰船航行环境模拟仿真分析

在对舰船航行环境模拟仿真过程中,舰船航行阻力大小很难实时同步,导致回转运动视景仿真首向角偏离。因此,提出基于多媒体技术的舰船航行环境模拟仿真分析。分析舰船航行过程中横摇和纵摇受力情况,模拟舰船摇荡运动,以风力作用和水流压力作用为主要环境参数,计算风动压力和流压力,以多媒体技术中的Vega开发软件作为仿真平台,将舰船摇荡运动数据和环境参数载入到平台中,在舰船对象模拟完成后,仿真出航行环境。实验结果表明:设计的基于多媒体技术的仿真方法在回转运动视景仿真中,没有出现首向角偏离的情况,仿真效果更好。     

一拓滩至霍斯堡灯塔航段航行风险防控探讨

马六甲海峡一拓滩至新加坡海峡霍斯堡灯塔航段,由于船舶交通流大、船舶种类繁多、水域情况复杂等因素的影响而多发船舶航行安全事故。通过总结船舶在该海域航行的经验,对部分关键航段航行风险防控进行探讨和分析,提出提升风险防控意识,掌握安全航行信息,制订有效风险防控措施和预案,确保船舶在狭水道、复杂水域内航行的安全。