Two-dimensional numerical simulation and experiment on strongly nonlinear wave–body interactions

A constrained interpolation profile (CIP)-based Cartesian grid method for strongly nonlinear wave–body interaction problems is presented and validated by a newly designed experiment, which is performed in a two-dimensional wave channel. In the experiment, a floating body that has a rectangular section shape is used. A superstructure is installed on the deck and a small floating-body freeboard is adopted in order to easily obtain water-on-deck phenomena. A forced oscillation test in heave and a wave–body interaction test are carried out. The numerical simulation is performed by the CIP-based Cartesian grid method, which is described in this paper. The CIP scheme is applied in the Cartesian grid-based flow solver. New improvements of the method include an interface-capturing method that applies the tangent of hyperbola for interface capturing (THINC) scheme and a virtual particle method for the floating body. The efficiency of the THINC scheme is shown by a dam-breaking computation. Numerical simulations on the experimental problem for both the forced oscillation test and the wave–body interaction test are carried out, and the results are compared to the measurements. All of the comparisons are reasonably good. It is shown, based on the numerical examples, that the present CIP-based Cartesian grid method is an accurate and efficient method for predicting strongly nonlinear wave–body interactions.     

基于LM算法的组合导航系统的故障诊断

LM (Levenberg-Marquardt)算法是梯度下降法与高斯-牛顿法的结合,在训练次数与精度上明显优于标准的BP算法.介绍了BP神经网络,采用LM算法对标准BP算法进行改进,并应用于船舶组合导航系统的故障诊断.仿真结果表明,LM算法可有效地提高学习速度,缩短训练时间,诊断效果好.     

深水试验水池大型升降平台多电机同步控制

深水试验水池是开展深海装备开发必不可少的试验手段,大型升降平台是其中的关键设备.大型高精度、高转速传动系统的多电机同步控制是最为核心的问题之一.同步控制算法的优劣直接影响系统的性能与可靠性.提出深水试验水池大型升降平台多电机同步协调控制系统构成方案,并提出一种新的基于拉力死区误差均衡及中心耦合误差的升降平台多电机同步协调控制策略,实现了拉力控制和位置控制的解耦;同时,提出了多电机控制的升降平台仿真系统,其仿真结果表明:所提出的控制策略同步稳定性能高、收敛速度快,具有很高的应用价值.     

基于博弈论的船舶电力系统脆性负熵流分析

将博弈论引入到船舶电力系统性负熵流研究中,研究表明,船舶电力系统务子系统对负熵的获取是满足极大熵准则下的非合作博弈.通过仿真表明船舶电力系统务子系统对负熵流的合理获取对船舶电力系统的安全稳定性至关重要.     

无人水下航行器实时系统设计

针对集中式体系结构已不能满足无人水下航行器(UUV)越来越复杂的水下任务,设计并实现了UUV实时系统,该实时系统以分布式结构为基础,在硬件上采用CAN总线技术,减少了通信时间,提高了实时性,简化了系统,并提供了良好的扩展性;在软件设计上采用μC/OS实时操作系统,方便地实现了逻辑复杂的程序,并进一步满足了系统的实时性.仿真和实时性测试试验结果表明,该系统软、硬件设计满足程序运算、数据存储和实时性的要求,并具有较高的可靠性.     

一种自带能源的观察型ROV控制体系结构

介绍一种自带能源的观察型微细光缆遥控潜水器控制系统的结构和组成.FROV自身携带锂离子电池用于水下系统的供电,同时采用细光缆进行水下、水面系统的通讯.FROV具有水下机动性较好,活动范围较大等特点.     

管路系统结构及其参数对冲击响应的影响分析

对管路系统进行了冲击响应的仿真及试验分析,得到了管路系统弹性吊架、间隙、弹性支撑三种管路系统结构及其参数对冲击响应的影响情况.结果表明:集中质量点处的最大冲击加速度值在管路系统配置了弹性吊架后有所减小,配置间隙后有所增大,弯管处的应变最大值则反之.在较小范围改变吊架刚度及间隙大小对两者的影响均不大,但两者在管路系统配置了弹性支撑后均有所减小,且均衡支撑将使应变最大值的减小更为明显.研究结果为舰艇管路系统结构抗冲击防护提供了支持.     

舰船中央冷却系统管路流动仿真分析研究

舰船中央冷却系统是一个大型的、复杂的流体网络系统.采用流体系统仿真软件FLOWMASTER对舰船中央冷却系统建立仿真模型,进行稳态和动态工况的计算.通过稳态工况计算验证舰船中央冷却系统设计的合理性,并在此基础上模拟变工况下中央冷却系统管路参数的动态变化特性.仿真模型计算了一些实船调试中可能出现的情况,为实船中央冷却系统的调试指明了方向,确保高效、可靠、顺利地完成调试工作.     

浮筏隔振系统隔振效果有限元估算方法

针对船用浮筏隔振系统,基于有限元法建立了一种浮筏隔振系统的有限元模型,采用振级落差方法估算了浮筏隔振系统的隔振效果,并与试验结果进行了对比,振级落差理论估算与实测值基本一致,在一定精度范围内能满足工程要求.     

基于Web技术的船用传感器监控系统研制

基于Web测控技术设计船用传感器监控系统,提出该监控系统的嵌入式体系结构。以嵌入式微控制器SST89E564为核心,构建在机舱局域网之上,由TLC2543、SST89E564片内定时计数单元分别实现模拟量、数字量的测量。该装置采用B／S架构,可为远程终端由IE浏览器直接调用,实时提供重要监测参数。