船舶加筋板架结构低噪声优化研究

本文利用声学计算软件THAFTS-Acoustic,对1艘SWATH船支柱体初始结构方案的声辐射传递函数进行计算,并分离出对应的对声辐射贡献最大的模态振型和频率。以包含这些模态振型的某一段频率区间内结构的振动响应总级为优化的目标函数,利用ISIGHT和Ansys软件对板架结构参数进行优化,并对优化后的结构方案的声辐射传递函数进行计算,验证了优化方案的有效性。在优化方案的基础上,对支柱体结构不同的阻尼敷设方案进行对比分析,为SWATH船低噪声的优化设计提供了支撑。     

新型综合科学考察船(SWATH)综合航行性能优化设计研究

2500吨级新型综合科学考察船采用小水线面双体船(SWATH)船型,系目前中国自行研究、设计的排水量最大的SWATH.围绕该船设计要求及具体特点,应用中国船舶科学研究中心在SWATH研究领域的最新研究成果一大型化、浅吃水SWATH船型优化设计及性能预报技术,对该船设计开展了系统的综合优化研究.文中给出了针对新型综合科学考察船的优化设计结果,并给出了有关优化方案的阻力、耐波性及自航模型水池试验结果,验证了该船优良的综合航行性能.     

SWATH船型及其阻力性能计算

介绍了小水线面双体船（SWATH）船型结构，主要性能特点，发展简史以及我国在这方面的研究与开发工作，并对SWATH阻力性能进行了计算研究，给出了该船型阻力计算方法以及某SWATH船型的一些计算结果。     

基于扩张状态观测器的小水线面双体船终端滑模控制

针对小水线面双体(SWATH)船运动控制问题,设计了带有扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的终端滑模控制器。首先,针对SWATH船在随机海浪作用下的运动问题,建立了带有系统复合扰动的非线性运动模型;进而,考虑到系统存在的参数摄动和海浪扰动的复杂性、随机性,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计;利用一个线性ESO对系统的复合扰动进行估计,并在外环终端滑模控制器中进行补偿;最后,利用Lyapunov理论得到了系统的渐进稳定结论。仿真结果表明,带有ESO的终端滑模控制方法能够有效实现SWATH船的运动控制,线性ESO能够准确估计出系统的复合扰动,且终端滑模控制器能够使系统状态快速收敛。     

小水线面双体船(SWATH)优化设计及数值方法

介绍了基于阻力最小的小水线面双体船主尺度优化方法,引入逐步二次回归的优化思想,结合可变误差多面体算法和乘子法,形成了独特的优化算法.开发了阻力计算和主尺度优化程序(SWATHRES和SWATHOPT),根据输入的主尺度及优化变量约束,程序内确定给定几何表达的主体和支柱船型,在指定的设计航速下,计算输出阻力最小的优化船型及相应的阻力曲线.计算表明:该系统可用于SWATH阻力预报和方案设计阶段的主尺度选型.     

基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解.然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计.从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能.因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值.     

鳍参数对某型SWATH船纵向运动稳定性的影响分析

小水线面双体船的控制鳍对其纵向运动稳定性影响较大。本文在SWATH船纵向运动稳定性判定的基础上,以某型SWATH船为例,分析了控制鳍的安装位置、鳍面积等参数变化对其不同航速时纵向运动稳定性的影响。分析结果对SWATH船控制鳍的设计使用具有一定的参考。     

Mathematical model of small water-plane area twin-hull and application in marine simulator

Small water-plane area twin-hull（SWATH） has drawn the attention of many researchers due to its good sea-keeping ability.In this paper,MMG＇s idea of separation was used to perform SWATH movement modeling and simulation;respectively the forces and moment of SWATH were divided into bare hull,propeller,rudder at the fluid hydrodynamics,etc.Wake coefficient at the propellers which reduces thrust coefficient,and rudder mutual interference forces among the hull and propeller,for the calculation of SWATH,were all considered.The fourth-order Runge-Kutta method of integration was used by solving differential equations,in order to get SWATH＇s movement states.As an example,a turning test at full speed and full starboard rudder of ‘Seagull＇ craft is shown.The simulation results show the SWATH＇s regular pattern and trend of motion.It verifies the correctness of the mathematical model of the turning movement.The SWATH＇s mathematical model is applied to marine simulator in order to train the pilots or seamen,or safety assessment for ocean engineering project.Lastly,the full mission navigation simulating system（FMNSS） was determined to be a successful virtual reality technology application sample in the field of navigation simulation.     

SWATH船参数不确定模型的建立及μ综合控制研究

通过分析实际工作中SWATH船纵向运动系统存在的不确定性,建立了其参数不确定性数学模型,并采用综合控制方法为其设计了控制器.通过仿真看出,本文建立的参数不确定性数学模型能够满足SWATH船纵向运动的鲁棒性要求,是合理的.在综合控制器的作用下系统不但能保证鲁棒稳定性,而且具有较好的鲁棒性能,能满足SWATH船的工作要求.     

SWATH船稳定鳍的优化设计

建立了SWATH船稳定鳍优化的数学模型,并针对模型多设计变量、非线性和多约束等特点采用了遗传算法对其进行了优化求解．然后,以SWATH-6A为实例对稳定鳍的安装位置、展长和弦长进行了优化,并将优化结果跟已有的一对鳍进行了比较研究．从仿真结果来看,在相同的条件下文中优化得到的稳定鳍能使SWATH船的各方面性能都更好．