基于神经网络与遗传算法的潜艇舱壁结构优化

建立了某潜艇端部耐压平面舱壁结构优化设计的数学模型,以舱壁上加强桁(筋)结构的剖面尺寸为设计变量,结构强度、稳定性、工艺性要求为约束条件,以加强桁(筋)结构总体积为目标函数,用人工神经网络方法代替结构的有限元分析,结合遗传算法完成了舱壁的结构优化设计。在为网络生成学习样本时,自行设计了正交表,解决了因为设计变量多,无法选取合适正交表而随机取样的问题。数值仿真结果表明,优化设计方案质量较原始初步设计方案减少了18.3%。     

纳米TiO2涂料在潜艇空气净化中的应用可能性

将具有独特光催化特性的纳米TiO2添加在涂料中可制成具有催化性能的功能型涂料。结合潜艇舱室的实际情况,分别讨论了纳米TiO2涂料在不同初始浓度、光强、湿度、温度、风速等条件下的催化效率,说明了将纳米TiO2涂料应用在潜艇上可以有效地起到催化分解有害气体的作用。同时提出了未来应用中可能出现的问题,并给出了部分解决方法。     

基于滑移网格的带螺旋桨艇体尾流场数值分析方法

采用雷诺平均N-S方程对艇后螺旋桨的粘性流场进行整体仿真计算,使用SSTκ-ω湍流模型进行方程组的封闭。为了研究带螺旋桨的艇尾部流动状况,采用滑移网格的处理方案。比较了带桨与不带桨情况下尾部流场的变化。仿真结果表明,应用滑移网格技术可以为艇后螺旋桨和潜艇整体流场的研究提供一种实用可靠的方法。     

潜艇舱室固态胺CO2清除技术的动力学分析

分析了潜艇舱室固态胺CO2吸附及水蒸气再生的反应机理,指出了CO2水合反应和水合CO2分解反应分别为吸附与再生过程的慢反应.在实际工况下,固态胺吸附CO2的速率受传质控制,水蒸气再生过程很快,其速率不是主要关注的问题.基于双膜理论及双电层理论,分析讨论了固态胺吸附传质过程,推导出了CO2总的传质速率方程,给出了影响速率的2个可调因素--温度及固态胺的含水量.     

海底管道在位强度分析

海底管道是海上油气田生产设施的重要组成部分，是保证油气田正常运转的生命线。海底管道在位强度分析对研究其破坏机理及进行安全评估非常重要。基于DNV2000海底管道设计规范和相关文献，根据波浪流等环境参数、管道参数和海床土壤参数之间的关系，并结合相关理论知识，着重阐述了管道在位强度分析的计算原理。最后通过工程实例计算，完成了海底管道结构的在位强度分析及极限状态校核。     

AUV水下回收过程中的操纵性仿真研究

在建立自主水下航行器(简称 AUV)六自由度运动模型的基础上,基于势流理论建立了潜艇运动扰动流场对 AUV 扰动力的计算模型,并对回转体 AUV 在回收时靠近潜艇过程中的操纵性进行了仿真,仿真结果显示,AUV 在靠近潜艇的过程中,潜艇扰动流场对 AUV 深度和侧向位移有较大的影响,而对姿态角的影响较小,因此,回转体 AUV 可以稳定地完成水下的回收运动。     

基于ANSYS有限元分析的海底管道变形数值模拟

某海底管道由于拖锚损伤导致局部失效变形。文中基于变形管道的偏移量、着力点破坏程度、塑性变形区域等信息,通过ANSYS有限元分析软件对管道在锚拉力作用下的变形过程进行数值模拟,计算变形管道所受的最大拉力和弯曲角度等参数,并验证整个变形过程。结果表明,该海底管道在至少2 657 k N的外力作用下牵引拉伸导致变形失效。     

水中结构的动力响应分析

将海洋悬跨管道、悬浮隧道等结构简化为简支梁,将水流引起漩涡泄放产生的升力简化为简谐荷载,考虑流固耦合效应研究水中结构的动力响应.在模态分析后,根据结构的自振频率范围选定简谐荷载的强制频率范围,进行谐响应分析得到响应-频率曲线,选取适当频率进行瞬态分析,得到响应的时间历程曲线.比较分析不同长度的结构在水和空气中的响应,分析表明:同一结构在水中的各阶自振频率小于空气中的自振频率;结构在水中的响应较空气中大;当简谐荷载以结构的一、二、三阶频率激振时,结构振动的位移幅值依次减小.     

潜艇动力抗沉影响因素仿真分析

对潜艇破损时使用高压气吹除主压载水舱进行了建模;分析了破损面积、破损位置、纵倾以及艇首弃载、延迟时间等因素对破损潜艇应急吹除的影响;纵倾控制在潜艇动力抗沉过程中十分重要,在吹除主压载水舱的过程中,应选择合理的吹除次序,以形成有利于抗沉的姿态.仿真结果验证了所建立模型的合理性和所提出操纵措施的可行性.     

夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

潜艇的声隐身问题一直是研究的热点,各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹芯复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹芯复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹芯复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹芯复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力得到提高。