波浪中船舶结构惯性力及在数值分析中加载方法研究

用传统与规范方法系统地分析波浪中船舶惯性力的计算,通过比较总结出两种方法的优缺点,传统方法较适合于手工粗略计算,而规范方法更适合于有限元分析平台上的复杂结构计算。同时对ANSYS结构分析中船舶惯性力的加载方法进行探讨,将传统方法和角加速度加载方法作对比,分析和实际计算得出两种方法计算结果基本一致,但角加速度加载方法更为简单直接,避免了许多繁琐的过程。     

孤立波与直立透空防波堤相互作用的解析研究

在一定条件下浅水波可能以孤立波形态与近岸防波堤发生相互作用。针对这一现象,应用特征函数展开法,推导了斜入射孤立波作用下有限厚度直立透空防波堤的反射与透射波浪场的解析积分解,并据此计算了作用于防波堤的孤立波波浪力以及孤立波反射与透射波面,相关结果具有一定的理论与实用价值。计算结果表明:孤立波入射角、海况条件、防波堤表面透空系数以及孤立波特征参数等因素变化对波浪作用均有一定影响。与相同浅水条件下的Airy微幅波理论结果相比,孤立波理论对波浪载荷与最大波面的预测值明显更大,反映了浅水波的非线性效应,同时说明在一定的浅水条件下采用孤立波模型将更为合理可靠。     

耦合激励下的液舱晃荡新型数值解法

对于液舱内流体运动的模拟,传统频域边界元方法具有很大的局限性即离散求解方程时会出现奇点问题,同时在交界面处所得速度分布精度较低。而去奇异边界元法将传统做法中直接布置于流体计算域表面节点上的奇点移至计算域外部,很好地解决了奇异性问题。该文基于去奇异边界元法,建立了模拟液舱内流体晃荡问题的流体动力学数值模型,并利用FORTRAN语言开发了可模拟任意尺度液舱晃荡的程序。文中模拟了单向激励和横荡纵荡耦合激励下液舱晃荡问题,并将结果与解析解进行了对比。结果表明,数值解和解析解吻合很好,说明了该方法的准确性和有效性。     

主动式减摇水舱控制系统在船舶模型设计的应用

稳定性是船舶能否正常运行的重要指标,船舶在日常工作时受海风、海浪等干扰作用力的影响,往往会发生横摇、垂荡等不规则运动,如果产生的运动幅度过大,很可能导致船舶倾覆等危险事故。因此,业内研究人员一直将船舶的减摇视为重点研究方向。主动式减摇水舱利用控制系统产生力矩,并抵消船舶发生横摇等运动的力矩,使船体保持稳定,具有结构简单、成本低等优点,广泛应用于各类大型舰船上。本文针对船舶的模型试验过程,开发了一种主动式减摇水舱控制系统,并介绍该控制系统的硬件组成和功能,在Matlab中进行了减摇特性试验。     

船舶矢量舵减横摇控制系统

针对未加装减摇装置系统的船舶的横摇运动问题,本文提出由舵和翼舵构成2个相对独立的矢量控制面减横摇稳定控制系统,建立了矢量舵控制力矩和扭矩与舵角、翼舵角的m阶回归模型,给出了拟合精度。设计了系统μ-鲁棒控制器,本系统能量最小指标下设计了基于改进遗传算法的舵角/翼舵角智能协调决策器。仿真结果表明,在保证航向控制精度同时,矢量舵减横摇μ-鲁棒控制系统能有效减小横摇,降低系统能耗,且增强了抗系统参数摄动的鲁棒性。     

转向系统中纵拉杆和横拉杆的检修方法

纵拉杆是用来连接转向臂下端与转向节上臂的,两端都有球头销。在转向臂摆动时,用它来拉动汽车左前轮偏转。横拉杆是用来使汽车左、右前轮同步偏转的．它的两端也有球头销,分别与左、右转向节臂相连。横拉杆的中段是一根两端带左、右螺纹的直杆,用来调整两个前轮的前束。纵、横拉杆需要维修的地方主要是球头和球头碗．当它们磨损后就会使拉杆出现间隙,此间隙会造成转向盘自由行程过大,也会造成转向盘打手、前轮摆头等故障。因此,需要经常检测与维修。检修要求如下：纵、横拉杆各接头的球头销座座孔不应有严重磨损;各处螺纹孔不应有裂纹和变形;各接头内两球头销座球面以及球头销的球面不应有敲击、刮伤和锈蚀痕迹：各球头销球面和颈部单边磨损不得超过1毫米．否则应更换或堆焊修复：其螺纹不得有压瘪、裂纹和滑扣等     

曲线开口钢箱的扭转变形及横隔板合理间距分析

针对一座30 m跨径曲线开口钢箱梁桥,分析在设置不同数量横隔板、具有不同外荷栽作用及不同曲线半径时钢箱的扭转变形,探讨影响扭转变形的因素,提出横隔板合理间距的建议,供类似结构设计参考.     

风帆辅助推进船舶操纵可控区研究

加装风帆后的船舶在低速时的航行特性有别于无帆情形。为确保低速航行安全,基于MMG非线性运动方程,计算了有、无风帆情况下的船舶操纵可控区。运动方程中的船体水动力系数、舵模块参数等由经验公式得到,帆/船整体气动力系数由基于滑移网格方法的CFD手段获得。计算结果表明:不同帆攻角下的船舶自由操控区不同,通过合理的帆/舵联合操纵,可以扩大风帆辅助推进船舶低速航行的可自由操控区,增强其在风中的抗风能力。     

随机风浪中舰船横摇倾覆概率分析

以路径积分法为基础,采用Gauss-Legendre公式探讨了随机风浪作用下舰船的运动及其倾覆概率计算。考虑阻尼力矩、复原力矩的非线性及风浪的随机性,建立了随机风浪中舰船运动的非线性微分方程,应用路径积分法给出白噪声随机扰动和定常风倾力矩作用时横摇角概率密度函数随时间的演变,按照现有的倾覆准则给出舰船倾覆概率的表达式。通过算例,验证了路径积分法的准确性,分析了各个参数对横摇角概率密度的影响,计算得出了不同风速、不同航速下的倾覆概率,以及倾覆概率随时间的变化。研究表明,此方法简便可行,并能在数量上预报舰船在随机风浪下的倾覆概率。