水下爆炸冲击波作用下平板塑性动力响应的数值模拟

根据流固耦合的Taylor平板理论和Cole的水下爆炸经验公式,得到了水下爆炸冲击波作用下平板迎爆面的总压力载荷,并将该压力载荷嵌入到ABAQUS程序的用户自定义载荷子程序VDLOAD中,实现了对ABAQUS的二次开发.作为验证,利用该方法模拟了水下爆炸冲击波作用下固支平板的塑性动力响应,模拟结果与试验结果吻合良好.与通用的模拟方法相比,本文所采用的模拟方法在保证较高计算精度的前提下,可以显著降低计算成本并简化建模过程,对于工程应用具有一定参考和实用价值.     

水下微光成像系统

介绍了用于水下反恐的水下微光成像系统,并对设计的关键技术进行了论述.针对系统的微光成像特点,设计了大视场、大相对孔径的光学系统,增加了进入成像器件的光能量,提高了成像质量.根据监测环境的特点,设计自适应照明系统,其光源能随周围光强的变化自行调节亮度,从而使监测环境处于一个均匀亮度状态,减少了监测图像亮暗变化.系统应用于水下微光成像监测,能有效地防止恐怖事件的发生,具有广阔的应用前景.     

仿生机器鱼的快速起动性能研究

基于鱼类快速起动的仿生学研究,建立了仿生机器鱼S形起动的运动方程,对S形起动的鱼体体干曲线波分别进行仿真计算和分析.通过解析鱼体受到的横向摆动流体举力、尾涡反作用力、边界层摩擦阻力和纵向附加质量力,建立快速起动的动力学模型.利用多步态的仿真实验,分析讨论了各起动性能指标的变化情况,并阐明了各运动控制参数对快速起动性能的影响.     

固支方形板在水下爆炸冲击波载荷作用下动态响应数值仿真研究

舰船在实际海战中的抗打击能力是舰船生命力的重要指标.板格是舰船结构的基本组成单元,为了研究板格在爆炸载荷作用下的承载能力,采用数值方法研究了正方形板在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应,分析了板的变形模式,研究了板厚和爆炸冲击因子对板的最大变形绕度的影响,推导出简单适用的经验公式.     

网络化水声对抗研究初步(Ⅳ)-水声进攻技术

水声进攻技术是针对敌声呐及水声警戒网络的对抗技术.与传统的水声对抗针对独立来袭武器的主被动防御不同,水声进攻将水声对抗延伸到了最前端,从根本上消除可能的威胁.分析了针对潜艇声呐的对抗技术,并着重从利用水声病毒的软对抗及DoS攻击两方面分析了水声进攻技术.重点在于设法破坏敌网络的协议,达到致其不能正常工作之效.     

江底隧道防排水关键技术设计与应用

水下工程的防排水设计是工程设计中的关键,依托实际工程设计对地下工程防排水设计进行研究。提出了水下工程设计的关键技术,并充分考虑现有防水材料的设计使用年限,提出现有防水设施失效后的防水补求措施。对类似的水下工程的防排水设计具有重要的指导和参考意义,希望以此推动水下工程建设的进步和发展。     

基于大数据分析的AIS虚拟航标布设技术

为了进一步改善长江下游重点航段的航标布设方案和航路航法，完善通航环境，探索一种基于大数据分析辅助船舶自动识别系统(AIS)虚拟航标布设优化的方法，并以密集港区临港侧航道、深水复合航道和主航道到港口“最后一公里”航道为例进行应用分析。结果表明，基于电子航道图，针对船舶交通流的船舶轨迹回放、碰撞危险度分析、船舶轨迹线分析、航道门线分析和船舶航标间距分析等方法能够以可视化的手段有效地找到航标布设方案的薄弱位置，为AIS虚拟航标的增设优化提供有力的数据支撑。     

浅水干式沉箱水下生产系统爆炸风险分析

浅水干式沉箱水下生产作为一种全新海上油气田开发模式，为浅水受限海域开发提供科学的解决方案。采用危险源辨识(Hazard Identification, HAZID)分析，识别干式沉箱水下方案的危险因素。引入定量爆炸风险分析，对干式沉箱潜在的烃类气体泄漏及爆炸风险进行分析。浅水干式沉箱水下生产系统最大爆炸超压为0.017 8 bar,对应累计概率为2.78×10⁷/a,从风险角度来看，爆炸超压值和概率在可接受范围内。分析方法可准确评估浅水干式沉箱水下生产系统各设施的风险水平，研究内容可为干式沉箱防爆设计及运维阶段的人员救生、逃生工作提供参考依据。     

水下爆炸数值模拟联合算法求解结构稳态响应

在研究水下爆炸作用下加筋板架的稳态响应方面,以往的研究主要利用瞬态显式算法,得到的稳态响应结果存在一定的精度缺陷。提出一种改进的水下爆炸数值模拟方法。该方法利用ABAQUS/Explicit Standard算法,针对瞬态显式与稳态隐式静力分析,建立联合数值模拟方法。利用该方法分析某船体加筋板架的“瞬态稳态”响应。结果表明:联合“瞬态显式稳态隐式”算法的仿真结果与试验结果相差在10%以内,说明该方法可用于水下爆炸作用下加筋板架结构的响应分析,且采用联合“显式隐式”算法得到的结果更接近试验值,误差降低了39.8%。     

Seabed collision emergency decision-making of AUV based on safety domain model北大核心CSCD

［Objectives］To ensure safety and prevent seabed collisions in complex unknown underwater environments, this study proposes a seabed safety domain model and tiered emergency response strategies. ［Methods］A vertical motion simulation model is established and verified by surpassing the test results, then used to calculate the active and passive safety domain distance of an autonomous underwater vehicle (AUV), thereby establishing a seabed safety domain model. An AUV emergency control system and emergency strategies are then built on the basis of the dynamic safety domain model. The trim and distance from the seabed of the AUV are used to calculate the current and future risk factors. Based on the weighted sum, the comprehensive risk factor is employed to provide the AUV with emergency response strategies.［Results］Lake tests with the AUV sailing at a fixed depth and height show a strong dependency of the comprehensive risk coefficient on seabed height when it is close to the boundary of the AUV's active safety domain. In the opposite case, there is a weak dependency of the comprehensive risk coefficient on seabed height. The results show that the proposed AUV emergency control system can reduce emergency false alarms caused by frequently changing riverbed heights and sailing altitudes close to the seabed. In such cases, reasonable emergency strategies can be realized under complex rough terrain.［Conclusions］The AUV seabed safety domain model and tiered emergency response strategies based on vertical motion equations proposed herein can be applied to evaluate seabed collision risk in various cases. Finally, this paper provides emergency response strategies to avoid seabed collision accidents, which can enhance the safety of AUV navigation. © 2023 Chinese Journal of Ship Research. All rights reserved.