复杂船舶围壁的传热多项式传递函数辨识

目前关于复杂船舶围壁的动态传热研究较少,且缺乏较为完善的动态传热计算方法。复杂船舶围壁结构因不规则,其传热传递函数很难通过理论推导得出。构造复杂船舶围壁的多项式传热传递函数,以该围壁的频域有限差分(FDFD)模型计算的频域热特性为参考,采用参数辨识算法辨识多项式传递函数的系数。多项式传递函数的频域热特性与FDFD模型计算得到的理论频域热特性能很好地吻合,结果表明通过辨识得到的多项式传递函数可以很好地反映船舶围壁的动态热特性,可以用于船舶复杂围壁的动态传热计算。

     

基于改进FBS理论的浮筏隔振系统计算方法

高精度的隔振系统计算方法是开展隔振系统特性分析和设计的基础。将汽车领域中的FBS理论方法引入到舰船浮筏隔振系统的动态特性估算中,并针对现有FBS方法仅考虑隔振器的刚度和阻尼特性,而没有计入隔振器质量影响的不足,利用隔振系统力平衡以及速度连续性条件,在原有FBS理论的基础上,推导基于隔振器阻抗矩阵的浮筏隔振系统动态特性计算公式,从理论上消除隔振器特性等效所带来的误差。模型试验表明,相对于现有的FBS方法,改进后的计算方法在中高频段具有更高的精度,满足工程应用的需求。     

焊缝对环肋圆柱壳振动声辐射的影响

将结构固有频率作为中间变量,研究焊接残余应力、结构固有频率和结构声辐射特性之间的关系。首先,分析焊接残余应力与结构固有频率之间的关系,并通过实验进行验证,结果显示焊接残余应力使结构固有频率发生了显著改变。然后,对固有频率—声辐射功率的灵敏度进行理论推导,并运用有限元法结合边界元法建立数值模型,计算该模型在指定范围内的固有频率—声辐射功率灵敏度,结果证明结构声辐射功率会随着固有频率的变化而发生显著变化。最后,综合分析焊接残余应力与结构声辐射之间的关系。结果表明,研究复杂结构的振动声辐射等动力学特性时,焊接残余应力是不能忽视的影响因素。     

舰船轴系纵向减振器参数优化方法

  目的  为研究推力轴承基座结构形式对潜艇辐射噪声的影响,  方法  采用有限元法和有限元耦合流体边界元法,分析不同纵向激振力分布形式下耐压艇体结构的振动响应特征,得出力对称分布有利于减小振动的结论。然后,据此设计对称式推力轴承基座,通过选择不同的构件尺寸控制系统的纵向刚度,分别计算采用对称式和传统推力轴承基座时潜艇的结构振动响应和辐射噪声。  结果  研究表明,在螺旋桨纵向激振力一定的情况下,采用对称式推力轴承基座能够明显降低艇体结构的振动强度和辐射噪声。  结论  所做研究可为潜艇推力轴承基座结构的声学优化设计提供参考。     

复合材料螺旋桨模型的应变模态与振动特性

采用有限元模态算法和应变模态测量试验对比金属桨和碳纤维桨模型的固有频率、位移和应变模态振型,试验测得铜桨和碳纤维桨的前三阶固有频率与计算值相差分别在3%和12%以内。碳纤维桨各阶固有频率均比铜桨要小,应变模态振型相似,前者结构阻尼是后者的4倍左右。计算二者在流域中的湿模态,铜桨的前四阶湿模态固有频率比干模态减小18%~33%,碳纤维桨减小54%~64%。研究铜桨和不同铺层碳纤维桨之间的振动特性,得出有利于减轻振动的纤维铺层方式,优选出的碳纤维桨总振动加速度级(TAL)比试验用碳纤维桨降低2 dB。     

时间依赖需求下多车型快速公交发车频率优化

以公共交通网络中的单条快速公交线路为研究对象, 分析了快速公交车辆的发车间隔特征和沿线乘客出行需求的时间依赖特征; 考虑多类型公交车辆协同作业, 以所有乘客的累计等待时间最小和车辆的平均满载率最大为目标, 以最小、最大发车时间间隔和车辆运能的供需比为约束, 建立多类型快速公交车辆协同作业模式下的发车频率优化模型; 利用改进的非支配排序遗传算法对模型求解, 并应用兰州市快速公交数据进行实例分析。分析结果表明: 乘客累计等待时间分别取最大值、中间值和最小值时, 优化后的发车次数比实际发车次数分别降低22.9%、16.7%和8.4%, 对应的车辆平均满载率分别提高27.4%、15.1%和3.9%;与单一类型的快速公交车辆独立作业相比, 2种类型的快速公交车辆协同作业的平均发车次数增加7.9%, 平均乘客累计等待时间降低23.8%。可见, 根据乘客出行需求的时间依赖特征, 合理安排不同类型的快速公交车辆协同作业, 对发车频率进行优化, 能有效减少乘客等待时间, 提高公交车辆利用效率。     

基于遗传算法的公交车辆数优化

提出了一个基于总成本最小的路网车辆数求解的最优化模型.通过分阶段的优化,得到各线路的最优配车数.根据优化模型分析公交公司运营成本和社会成本(包括乘客等待时间和乘车时间),求出适合各线路特性的车辆类型和每条线路最优的发车频率,进而求出各线路的车辆数和路网所需的总车辆数.其次,再利用遗传算法,根据路网各线路间的特点,求解出满足总成本最小的最优车辆数.     

沉积层面貌和温度主导的声速变化对有限水域试验场声传播特性影响的仿真研究

  目的  海底和海面边界条件不同导致声场能量分布不均匀,浅海声传播的最佳频率在深度方向也存在较大差异。为了研究最佳频率在深度方向分布的规律,  方法  采用简正波方法研究浅海声传播最佳频率的深度特性,通过改变海水深度、海底参数、海面粗糙度和声速剖面,研究声源位于海水中间层及其他位置时不同深度接收点的最佳频率的变化规律。  结果  结果表明,当声源位于海水中间层附近时,海水中间层存在一段最佳频率随接收点深度变化且保持不变的区域,该区域厚度在海水深度变化时近似为海水深度的一半,与海底参数和海面粗糙度关系较小。  结论  研究结果说明浅海存在一个梯形区域,该区域内的最佳频率不随声源和接收点相对位置的变化而变化,所得结论可以对水声通信技术和潜艇隐身性能的发展提供一定的帮助。     

频率散射对船舶垂荡与纵摇耦合运动的影响

为研究遭遇频率散射现象对船舶垂荡与纵摇耦合运动所造成的影响,以某船为研究对象,假设船舶在顶浪航行,通过船舶纵向速度振荡产生频率散射。基于弗汝德—克雷洛夫假定,推导并得到了垂荡与纵摇耦合运动响应方程。采用切片法计算了耦合运动方程中的水动力系数。通过理论求解方法验证了数值求解耦合运动方程的准确性。同时,还分析了散射强度和散射频率单独对耦合运动的影响,以及两者对耦合运动的综合影响。结果表明,增大散射强度和散射频率可以减弱垂荡和纵摇耦合运动及其剧烈程度。     

单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应的频域分析

为了更加有效地建立列车运营速度与桥梁最大位移响应之间的关系, 针对单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应提出了一种频域分析方法; 采用傅里叶变换推导出单个移动荷载匀速通过梁桥时的移动荷载谱和桥梁振动位移响应谱, 通过分析移动荷载幅值谱获得了导致桥梁自由振动位移出现极值响应的移动荷载速度, 并提出了该移动荷载速度的计算公式; 以一简支梁为例, 通过与相关文献结果的对比, 验证了本文数值计算程序的正确性, 进一步基于该程序, 通过数值分析验证了频域分析方法理论推导的正确性和移动荷载速度计算公式的准确性。研究结果表明: 在频域内得到的移动荷载幅值谱与时域内得到的桥梁自由振动幅值响应规律一致, 因此, 移动荷载幅值谱能有效反映桥梁自由振动位移响应; 导致桥梁发生自由振动最大位移响应的移动荷载速度与移动荷载幅值谱最大值对应的速度相等, 且移动荷载幅值谱的其他极值点与桥梁自由振动位移响应极值点对应的移动荷载速度一致; 在自由振动阶段, 桥梁位移响应极值点对应的单个移动荷载速度仅与桥梁自振频率和跨度有关; 单个移动荷载以共振速度通过桥梁时, 桥梁发生的受迫振动与自由振动位移响应均不是最大响应, 因此, 对于高速铁路桥梁的列车运营速度, 除关注列车共振速度外, 需更加重视使桥梁产生最大位移响应的速度。