三峡库区船舶碰撞能量损失方法的研究

采用外部碰撞力学方法计算2艘2000t级化学品船以不同速度,不同碰撞角,在不同碰撞点相撞后的能量损失,并利用显示动力有限元软件LS_DYNA模拟2艘化学品船在能量损失最大情况下碰撞的响应。     

长江流域航运与水环境协调发展模型

为促进长江流域航运与水环境的协调发展, 利用系统分析方法和系统动力学模型, 建立了长江流域航运与水环境协调发展模型, 对各种宏观调控政策和措施效应进行了仿真模拟分析。模拟结果表明, 计算指标模拟值与实际值基本吻合, 最大相对误差为12.9%, 表明模型能较好地模拟长江流域航运与水环境协调发展系统; 航运污染主要来源于船舶事故污染和船员生活污染, 占总污染90%以上; 人口、水环境、航运及工农业协调增长模式有助于水环境质量的持续改善; 船舶事故应急管理水平的提高是航运污染治理的关键。     

重庆市短途区间客船的安全隐患与对策

针对重庆市短途区间客船的安全隐患及其相关需求,为保障沿河两岸群众的安全出行、巩固水上交通安全形势;讨论了重庆市短途区间客船的现状,含区域分布特征、航区特征、船龄特征等;分析了短途区间客船的安全隐患及其对策,涉及稳性、结构强度、操纵性及GPS系统;提出了短途区间客船安全性技术改造的目标、原则、措施、范围与计划;并对短途区间客船的安全性改造提出了建议。     

基于线性矩阵不等式的船舶动力定位滑模控制

为了解决具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统的控制问题, 提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模控制算法; 将跟踪误差设计为滑模函数, 设计线性矩阵不等式, 求解状态反馈增益; 基于二次型Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性; 设计切换函数, 使系统对不确定性和外加干扰具有较强的鲁棒性, 避免出现抖振现象; 对基于线性矩阵不等式的滑模控制器进行仿真, 计算出动力定位船舶在无扰动的匀速运动和有外界环境扰动的变速运动2种不同情况下的前进速度、横荡速度、艏向角速度、前进加速度、横荡加速度、艏向角加速度、前进控制力、横荡控制力和艏向控制力矩等; 分析了状态反馈增益线性矩阵、边界层、切换项增益等参数对控制性能的影响。研究结果表明: 采用基本滑模控制使前进速度达到期望值所需的上升时间为29s, 而新算法为15s, 节约了48.28%;采用基本滑模控制使横荡速度达到期望值所需的上升时间为24s, 而新算法为14s, 节约了41.67%;采用基本滑模控制使艏向角速度达到期望值所需的上升时间为13s, 而新算法为10s, 节约了23.08%。可见, 设计的控制器对有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统都具有较强的鲁棒性, 具有控制输入连续、控制抖振小、不存在过高增益等特点。     

水面舰艇作战系统的回顾和展望

  目的  舰船电子信息系统多方案优选是一个复杂的多属性决策问题。针对舰船电子信息系统的方案属性和权重信息不全、决策成员权重信息不全等问题,提出一种基于优势度测量和群体一致性的不完全信息舰船电子信息系统的方案优选方法。  方法  首先,提出不完全信息的交互准则,定义不完全信息情况下备选系统方案的绝对优势、严格优势和弱优势关系;然后,定义群体优势度指标,提出在不完全信息工况下实现备选方案全序关系的计算方法;最后,以某舰船电子信息系统方案优选为例,开展案例分析。  结果  通过群体一致性计算和迭代,形成了满足决策群成员一致性要求的优劣排序结果,验证了优选方法的合理性和有效性。  结论  研究成果可为信息不完全工况下舰船电子信息系统多属性方案优选提供技术支撑。     

1400客/2000米客滚船的结构设计分析

  目的  客滚船是一种高技术、高附加值的船型。由于其结构的特殊性,目前各国船级社还未形成统一的有关客滚船屈曲和疲劳强度的计算规范。  方法  在充分分析客滚船结构特点的基础上,基于项目组自主研发的软件,依照挪威船级社（DNV）的客滚船屈服强度直接计算规范,并参考中国船级社（CCS）有关其他船型的相关规范,对某大型客滚船舱段进行屈曲强度、高级屈曲、热点疲劳3方面的直接计算,并详细介绍直接计算前处理设定方法,  结果  结果表明,目标舱段的屈曲强度、高级屈曲强度及疲劳强度的直接计算结果全部满足规范值。  结论  研究结果对大型客滚船的相关结构分析具有一定的参考价值。     

基于局部线性化方法的瘫船稳性敏感性分析及衡准完善

  目的  瘫船稳性是当船舶失去动力后,在横风横浪状态下发生共振横摇甚至倾覆的运动模式,是公认的较危险的稳性失效模式。国际海事组织（IMO）船舶设计与建造分委会（SDC）预计将于2019年完成第2代完整稳性衡准规则定稿,目前亟需大量的样船计算以完善规则。  方法  基于局部线性化方法,对3艘集装箱船进行了瘫船稳性第2层衡准校核计算,并分析了瘫船稳性敏感性与船舶各设计参数的关系。  结果  分析结果表明,随着船舶吃水深度的增大,船舶倾覆概率将先增大后减小,并对第2层衡准的标准值选取及衡准完善提出了建议。  结论  可为瘫船稳性衡准研究提供技术支持。     

江海直达船艏部结构入水砰击试验

  目的  疲劳损伤是船舶工程中常见的结构损伤形式之一。江海直达船的结构要求比海船低、比江船高,还要求承受在江、海水域航行时不同波浪载荷的作用,其环境载荷复杂,结构疲劳问题有待深入研究。  方法  在某江海直达集装箱船的基础上,结合谱分析法,以若干个舱口角隅点作为研究对象,进行江海直达船的结构疲劳性能研究;参考中国沿海长期波浪载荷数据,计算不同校核点处的疲劳损伤规律,研究疲劳损伤关于各短期海况的分布差异。  结果  分析结果表明,海域疲劳损伤主要由有义波高为2.5~5 m和跨零周期为6~8 s的波浪所贡献。  结论  考虑了江、海波浪联合作用后,目标船舶的结构疲劳寿命显著增加,而对江海直达船进行结构疲劳研究时,仅考虑海上波浪环境是不精确的。研究结果可为今后江海直达船的结构疲劳设计提供依据。     

多供电模式舰船电力系统保护策略

  目的   现代船舶电力系统的信息化、自动化、智能化和安全运行的要求越来越高,传统的基于现场总线的船舶电力信息交换系统已经无法满足要求。  方法   通过Modbus/TCP工业以太网弥补现场总线的不足,并在此基础上联合船舶电力系统现场总线采集的固有数据和在线测量装置采集的实时数据建立数据中心,结合相关性理论和神经网络智能算法进行大数据分析,  结果   完成船舶电力系统动态电能质量监测与故障诊断,并用LabVIEW实现人机界面设计。  结论   通过实验室平台验证了该方案软、硬件实现的可行性。     

基于仿真的全柴联合动力装置特殊工作制联控曲线研究

  目的  当舰船柴燃联合动力装置（CODOG）因作战而导致某台主机发生故障时,如何使其保持较好的推进性能,对于该推进系统的应急使用具有重要意义。  方法  在Simulink环境下采用模块化建模思想构建“船—机—桨—舵”系统的仿真模型,提出CODOG双轴非对称主机推进的应急运行模式,并对该运行模式进行仿真。  结果  仿真结果表明：若额定工况下2台主机无法同时工作,可通过调整2部调距桨的螺距使其中一台主机在额定工况运行,另一台主机则采取部分负荷运行;若要保证高航速,应使燃气轮机产生额定功率,此时柴油机对应的调距桨的螺距应保持在最大值附近;在最高航速下可达到设计航速的84.4%,舰船的快速性要优于采用燃气轮机单轴推进模式。  结论  研究结果对CODOG动力装置的设计具有一定的参考价值。