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基于连续图谱的船舶吃水及纵倾优化 被引量:1
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作者 樊付见 陈永念 罗海东 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第2期10-14,23共6页
为解决船舶压载工况下的配载吃水和纵倾优化问题,对船舶压载工况的营运特点进行分析,给出考虑船舶吃水、纵倾、航速及主机功率等因素的多目标问题优化模型;针对大量离散试验和计算数据难以有效分析及优化求解的问题,提出基于空间二元拉... 为解决船舶压载工况下的配载吃水和纵倾优化问题,对船舶压载工况的营运特点进行分析,给出考虑船舶吃水、纵倾、航速及主机功率等因素的多目标问题优化模型;针对大量离散试验和计算数据难以有效分析及优化求解的问题,提出基于空间二元拉格朗日插值算法的吃水、纵倾、主机功率三维连续图谱构建方法,并选取一艘典型散货船,通过图谱优化计算输出其最佳工况参数;最后通过实船海试验证该研究的有效性和实用性。 展开更多
关键词 连续图谱 吃水 纵倾优化 压载工况
不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验
2
作者 任慧龙 马开开 +2 位作者 杨征 李陈峰 胡学聪 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第2期15-18,45共5页
采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水... 采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上,设计并开展实际板厚4点弯曲疲劳模型试验,获得试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数,根据试验测得数据得到2种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明,矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式,该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083、6082铝合金焊接结构形式(T型焊接和趾端焊接)的疲劳强度评估提供依据。 展开更多
关键词 矩形扶强材 削斜扶强材 纵骨贯穿舱壁 铝合金 疲劳试验
船舶圆弧过渡肘板节点的屈曲破坏研究
3
作者 严仁军 崔进 +2 位作者 谌伟 徐琳 赵应江 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第2期19-23,共5页
船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘... 船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘板节点受弯时的破坏模式、极限载荷以及屈曲过程,讨论肘板臂长、圆弧半径、面板厚度对节点结构屈曲破坏的影响。结果显示:考虑初始缺陷的非线性有限元模拟结果与试验结果一致;根据肘板尺寸的不同,屈曲破坏的位置包括靠近肋骨的横梁腹板区域以及肘板与横梁过渡圆弧处的腹板区域;随着肘板臂长的增加,不同圆弧半径时节点的极限载荷均为先增大后趋于不变;随着圆弧半径的增加,肘板臂长较小的节点极限载荷缓慢上升,肘板臂长较大的节点极限载荷则近似呈线性增长趋势;面板厚度对极限载荷的影响较小,随着面板厚度的增加,极限载荷先缓慢增加后趋于不变。 展开更多
关键词 圆弧过渡肘板节点 屈曲破坏 极限载荷 破坏模式
舰载刚性充气艇整船结构强度有限元分析
4
作者 陈练 孔祥明 何远玲 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第2期24-28,78共6页
基于通用有限元软件Patran/Nastran,采用层合板单元模拟'三明治'夹芯结构;依据滑行艇艇体外载荷的简化计算法确定艇体所受的砰击载荷,并借助Adams软件建立机枪虚拟模型得出机枪射击时的最大作用力。根据艇体所受的砰击载荷和机... 基于通用有限元软件Patran/Nastran,采用层合板单元模拟'三明治'夹芯结构;依据滑行艇艇体外载荷的简化计算法确定艇体所受的砰击载荷,并借助Adams软件建立机枪虚拟模型得出机枪射击时的最大作用力。根据艇体所受的砰击载荷和机枪在不同射击角度时的作用力,确定3种工况,计算分析舰载刚性充气艇在不同工况下的受力情况。结果显示,文章采用的分析方法和提出的建议可为舰载刚性充气艇的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 舰载 刚性充气艇 结构强度 砰击载荷 机枪反作用力 有限元分析
基于提高船舶破损稳性的管路优化设计
5
作者 严勇 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第2期29-33,107共6页
舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破... 舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。 展开更多
关键词 破损稳性 管路优化 敞口管路 水密完整性 安全区域
一种面向科研试验的无人艇
6
作者 文元桥 杨吉 +2 位作者 李通 肖长诗 周春辉 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第1期11-16,39共7页
为对无人艇的相关技术进行实船验证研究,在分析科研试验对无人艇系统需求的基础上,设计和实现一种基于以太网的分布式无人艇系统。该系统利用微控制器实现对传感器数据和设备数据的分布式处理,并通过以太网交换机组建数据交换局域网;利... 为对无人艇的相关技术进行实船验证研究,在分析科研试验对无人艇系统需求的基础上,设计和实现一种基于以太网的分布式无人艇系统。该系统利用微控制器实现对传感器数据和设备数据的分布式处理,并通过以太网交换机组建数据交换局域网;利用开源通信协议和开源库对系统软件进行开发;详细介绍无人艇系统的具体设计和实现过程。系统测试和实船试验结果表明,所设计和实现的无人艇系统工作稳定,能较好地完成指定任务。 展开更多
关键词 无人艇 科研试验 分布式系统 以太网
基于无人船装置的大水域环境监测系统设计
7
作者 刘雨青 姜亚锋 +2 位作者 邢博闻 冯俊凯 李佳佳 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第1期17-22,73共7页
针对当前资源过度开发导致大水域环境污染日益严重的问题,设计一种由自动巡航无人船、环境检测装置和远程操作平台组成的大水域环境监测系统。将嵌入式系统、信息通信、路径规划等技术相结合,进行数据处理与分析,实现对无人船的精准控... 针对当前资源过度开发导致大水域环境污染日益严重的问题,设计一种由自动巡航无人船、环境检测装置和远程操作平台组成的大水域环境监测系统。将嵌入式系统、信息通信、路径规划等技术相结合,进行数据处理与分析,实现对无人船的精准控制、大水域环境的精确实时在线监测和水样样本的采集。试验结果表明,该无人船监控系统不仅能满足对大水域水质环境检测的需求,而且能提高大水域环境监控效率和降低成本,对推广应用农业技术与装置和进行水质环境检测有促进作用,同时能使人们的生活质量得到保障和提升。 展开更多
关键词 无人船 激光雷达 水质采样 水质监测 路径规划 上位机通信
16300 t LNG燃料动力化学品船能量利用系统的模拟分析与优化
8
作者 姚寿广 孔祥恩 +2 位作者 冯国增 许津津 顾丛汇 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第4期114-118,共5页
针对16 300 t液化天然气(LNG)燃料动力化学品船的LNG气化冷能未加以利用的现状,在分析和评估原船废气余热及冷却水系统用能水平的基础上,提出4套综合能量利用系统方案。该方案包含加装废气动力涡轮、LNG冷能ORC发电、冷冻法海水淡化和... 针对16 300 t液化天然气(LNG)燃料动力化学品船的LNG气化冷能未加以利用的现状,在分析和评估原船废气余热及冷却水系统用能水平的基础上,提出4套综合能量利用系统方案。该方案包含加装废气动力涡轮、LNG冷能ORC发电、冷冻法海水淡化和设置高低温冷库与空调系统等方式组合。进一步利用AspenHYSYS软件对该船原有的能量利用系统和新方案进行模拟分析,并从?效率方面对各方案进行评估。结果表明,在诸多方案中,以'低温冷库+海水淡化+高温冷库+干燥舱系统'的方案最优,?效率可提高至67.16%。 展开更多
关键词 LNG动力船 能量利用系统 LNG冷能 废气利用 Aspen HYSYS
基于可靠性方法的大型集装箱船极限强度验证
9
作者 刘慧泉 师桂杰 +1 位作者 罗秋明 王辉 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第6期36-38,85共4页
对某1万箱级和某2万箱级集装箱船的极限承载能力分布、静水弯矩分布和波浪弯矩极值预报及UR S11A要求的极限强度进行分析。采用改进的一次二阶矩法(FORM)对这2型船的失效概率进行计算。通过该分析计算,验证满足UR S11A极限强度要求的超... 对某1万箱级和某2万箱级集装箱船的极限承载能力分布、静水弯矩分布和波浪弯矩极值预报及UR S11A要求的极限强度进行分析。采用改进的一次二阶矩法(FORM)对这2型船的失效概率进行计算。通过该分析计算,验证满足UR S11A极限强度要求的超大型集装箱船的安全水平,验证该强度准则的可靠性。 展开更多
关键词 集装箱船 极限强度 分项安全系数 可靠性 失效概率
基于RBF神经网络的全船结构载荷平衡调整方法
10
作者 袁磊 张少雄 +1 位作者 卞泽坤 吴熙 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第6期39-42,110共5页
基于径向基函数(RBF)神经网络提出一种全船结构载荷平衡调整计算方法,根据不同载况下重力的合力与合力矩计算船舶在平衡状态下的吃水、纵倾角和横倾角。在PATRAN中使用PCL编制辅助计算插件,利用MATLAB神经网络工具箱实现平衡浮态的自动... 基于径向基函数(RBF)神经网络提出一种全船结构载荷平衡调整计算方法,根据不同载况下重力的合力与合力矩计算船舶在平衡状态下的吃水、纵倾角和横倾角。在PATRAN中使用PCL编制辅助计算插件,利用MATLAB神经网络工具箱实现平衡浮态的自动计算。以3条典型船舶在静水、迎浪中拱和迎浪中垂等工况下的载荷平衡调整为例,验证该方法的正确性。 展开更多
关键词 结构载荷 平衡调整 直接计算 RBF神经网络
单轴压缩下多开口甲板板架稳定性试验及数值仿真
11
作者 周红昌 孔祥韶 +1 位作者 吴卫国 袁天 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期43-48,共6页
为了揭示多开口设置对结构轴向受压稳定性的影响规律,文章设计并制作了甲板与舷侧同时布置开口的双层板架结构模型,并开展轴向受压极限承载能力试验。借助非线性有限元软件Abaqus对该模型的失稳破坏过程进行数值仿真计算,通过对比分析... 为了揭示多开口设置对结构轴向受压稳定性的影响规律,文章设计并制作了甲板与舷侧同时布置开口的双层板架结构模型,并开展轴向受压极限承载能力试验。借助非线性有限元软件Abaqus对该模型的失稳破坏过程进行数值仿真计算,通过对比分析试验数据和数值计算结果,确定导致整个板架结构屈曲失效的主要原因,为相同类型甲板结构的稳定性设计提供了一定参考。 展开更多
关键词 多开口 轴向压缩 甲板 稳定性
汽力装置回汽制动工况下螺旋桨变工况工作过程分析
12
作者 朱泳 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期55-58,共4页
针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下螺旋桨转速经历了0转速状态,而采用传统的螺旋桨模型无法研究该状态的问题,通过对回汽制动工况中螺旋桨的典型动作过程进行分析,建立回汽制动工况中螺旋桨的变工况数学模型。基于Matlab-Simulink环境建... 针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下螺旋桨转速经历了0转速状态,而采用传统的螺旋桨模型无法研究该状态的问题,通过对回汽制动工况中螺旋桨的典型动作过程进行分析,建立回汽制动工况中螺旋桨的变工况数学模型。基于Matlab-Simulink环境建立仿真模型,分析回汽制动工况下螺旋桨的动态运行状况,为回汽制动过程下螺旋桨的运行管理提供借鉴。仿真结果表明:在相同的航速下,倒车汽轮机回汽量越大,处于水轮机状态的螺旋桨所能达到的转速就越低;当对全速倒车的耗汽量实施回汽制动时,可以将96.8%最大航速以下的螺旋桨锁制。 展开更多
关键词 螺旋桨 回汽制动工况 水轮机状态 锁制状态
一种半潜式支持平台靠泊路径跟踪控制方法
13
作者 张灿家 杨奕飞 苏贞 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第6期80-85,共6页
针对粒子群优化(PSO)算法在路径跟踪中应用时易陷入局部最优的缺陷和惯性权重调节机制的局限性,提出一种基于粒子进化率的改进IM-PSO优化算法。该算法利用粒子的进化率及时调整粒子的惯性权重,提高PSO算法的搜索速度;同时,利用免疫系统... 针对粒子群优化(PSO)算法在路径跟踪中应用时易陷入局部最优的缺陷和惯性权重调节机制的局限性,提出一种基于粒子进化率的改进IM-PSO优化算法。该算法利用粒子的进化率及时调整粒子的惯性权重,提高PSO算法的搜索速度;同时,利用免疫系统的免疫机制增加粒子的多样性,提高PSO算法摆脱局部最优的能力。以北海型半潜式支持平台为例,在北海真实海况下对靠泊路径跟踪控制进行仿真分析,对PID路径跟踪控制器参数进行优化。仿真结果表明,与标准PSO算法相比,采用该方法优化的靠泊路径跟踪控制器的稳定性更好,运算效率和收敛精度更高。 展开更多
关键词 平台靠泊 免疫机制 惯性权重 路径跟踪
无人船在海洋调查领域的应用分析
14
作者 常继强 蒲进菁 +2 位作者 庄振业 曹立华 张永华 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第1期6-10,78共6页
基于无人船机动灵活、安全性高、可在常规调查平台受限的水域作业的特点,将其引入海洋调查领域,作为一种新型调查平台使用。海洋调查无人船主要用于海洋环境观测和海底探测,目前其发展的关键在于如何降低平台对任务载荷的扰动,保证循线... 基于无人船机动灵活、安全性高、可在常规调查平台受限的水域作业的特点,将其引入海洋调查领域,作为一种新型调查平台使用。海洋调查无人船主要用于海洋环境观测和海底探测,目前其发展的关键在于如何降低平台对任务载荷的扰动,保证循线精度,提高通信系统的可靠性。根据水深、水动力和水底地形地貌等条件,将无人船工作环境分为岛礁区、滨海区、浅海区、半深海区和深海区5类;结合作业环境,以无人船的体量和吃水深度为依据,建议将其分为微型平台、小型平台、中型平台、大型平台和超大型平台,并对适配任务载荷作出分析。 展开更多
关键词 无人船 海洋调查 任务载荷 应用分析
基于FPGA的多通道自适应频率测量方法
15
作者 缪凯祥 石磊 +1 位作者 王刚毅 刘彬 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第6期86-90,134共6页
在大型试验系统中,为满足实时控制的要求,需快速、精确地测量出多个通道信号的频率值。对多周期同步测频法进行改进,提出一种自适应测频法:对于被测信号,采用上升沿和下降沿一起计数;对于标准频率信号,通过判断计数时间是否超过门限时... 在大型试验系统中,为满足实时控制的要求,需快速、精确地测量出多个通道信号的频率值。对多周期同步测频法进行改进,提出一种自适应测频法:对于被测信号,采用上升沿和下降沿一起计数;对于标准频率信号,通过判断计数时间是否超过门限时间且包含被测信号至少1个周期来停止计数。新方法包含更多的测量样本,能避免产生无效的测量时间,使测量更加高效,并能在很宽的频率范围内保证测量精度,同时可通过现场可编程门阵列(FPGA)芯片物理多线程并行工作模式来保证多通道同步采集。理论分析和试验结果表明,该改进的自适应测频法优于传统的多周期同步测频法。 展开更多
关键词 频率测量 测量时间 多通道 现场可编程门阵列(FPGA)
水润滑螺旋阶梯腔艉轴承的振动特性
16
作者 龙慎文 王优强 +1 位作者 周亚博 魏聪 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期59-63,共5页
为了解决瞬态振动试验成本高、周期长的问题,采用正交试验法,基于Ansys模态和瞬态分析,提出一种准确测量艉轴承共振时真实位移和应力的方法。首先,运用有限元模态分析对艉轴承低阶固有频率以及振型进行数值仿真;其次,将得到的固有频率... 为了解决瞬态振动试验成本高、周期长的问题,采用正交试验法,基于Ansys模态和瞬态分析,提出一种准确测量艉轴承共振时真实位移和应力的方法。首先,运用有限元模态分析对艉轴承低阶固有频率以及振型进行数值仿真;其次,将得到的固有频率间接耦合到艉轴承激励频率,使之达到共振频率;最后,分析这种状态下的动态接触对轴瓦的影响。结果表明:艉轴承结构参数对模态的影响因子排序为螺旋角>腔数>腔长>深浅腔比例;位移响应最大值出现在轴向封油面末端,接触应力响应最大值出现在沟槽与腔体周向封油面边缘处。 展开更多
关键词 水润滑螺旋阶梯腔 艉轴承 正交试验 间接耦合
汽轮发电机组半频振动的原因分析和处理
17
作者 郭大泉 岑黎明 +1 位作者 余磊 姚叶 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期64-66,101共4页
为解决汽轮发电机组出现的半频振动问题,针对汽轮机轴承开展不同轴承结构参数及形式的理论计算和试验验证,发现轴承并不是引发半频振动的直接因素。通过进一步开展试验,发现引发机组半频振动的主要原因是主油泵前后的浮动油封浮动不畅... 为解决汽轮发电机组出现的半频振动问题,针对汽轮机轴承开展不同轴承结构参数及形式的理论计算和试验验证,发现轴承并不是引发半频振动的直接因素。通过进一步开展试验,发现引发机组半频振动的主要原因是主油泵前后的浮动油封浮动不畅对汽轮机转子产生了附加力。经过综合分析可知,通过增加油封环室刚性和减少浮动油封摩擦力,能消除半频振动现象,保证机组的可靠运行。 展开更多
关键词 汽轮发电机组 半频振动 浮动油封 有限元分析 试验
耙吸挖泥船的动力装置选型及综合评估
18
作者 李凯 胡以怀 +1 位作者 赵野 陈彦臻 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期67-75,共9页
以6 500 m~3耙吸式挖泥船的动力装置为研究对象,对其配置方案的合理性进行分析,并进行动力系统配置方案选择、主机选型和能力校核计算。结合船舶设计任务书的要求,逐步分析目标船的整体性能和各工况下的功率需求。在此基础上,粗略估算... 以6 500 m~3耙吸式挖泥船的动力装置为研究对象,对其配置方案的合理性进行分析,并进行动力系统配置方案选择、主机选型和能力校核计算。结合船舶设计任务书的要求,逐步分析目标船的整体性能和各工况下的功率需求。在此基础上,粗略估算目标船设备在各主要工况下的功率需求,并提出几种能满足各工况下功率需求的动力系统配置方案。根据目标船的工作特点,对各动力系统配置方案的适用性进行初步分析,采用层次分析法进行模糊评判,经过评估确定各评价指标的权重;通过对不同指标进行打分来确定隶属度并进行模糊运算,根据最大隶属度原则选出最适合目标船的动力配置方案;同时,根据最优配置方案选取的主机型号对目标船进行功率验证。计算分析结果表明,该研究方案满足目标船的设计要求,说明选用的研究模型和评价方法合理。 展开更多
关键词 耙吸挖泥船 动力装置 层次分析法 主机选型 最优配置 综合评价
耙吸式挖泥船耙头冲水系统喷嘴布局的优化研究
19
作者 刘昊阳 伍骏 +3 位作者 孟治金 崔显 陈熙宇 方珍龙 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期76-81,86共7页
基于计算流体动力学基本理论,分析水射流冲击硬质黏土过程中产生的冲击压力,比较不同喷嘴间距及排列方式对靶物冲击效率的影响。选取单排和双排流场模型,用Fluent软件进行数值模拟,进行网格无关性验证,发现模拟结果与已有的试验数据对... 基于计算流体动力学基本理论,分析水射流冲击硬质黏土过程中产生的冲击压力,比较不同喷嘴间距及排列方式对靶物冲击效率的影响。选取单排和双排流场模型,用Fluent软件进行数值模拟,进行网格无关性验证,发现模拟结果与已有的试验数据对比的误差为5.53%。研究结果表明:合理减小喷嘴间距能够增强高压冲水系统对泥沙的破碎能力,单排排列方式时,喷嘴间距L不宜大于126mm;间距过小,高压水射流冲击靶面形成的回流会削弱射流的发展,降低高压射流对泥沙的破碎效率;间距过大,则会导致靶面上两高压射流之间有压力较低的区域形成沙脊。双排时,喷嘴采用正三角形排列,可有效消除沙脊,且双排交叉排列对靶距变化具有较强的适应性。 展开更多
关键词 耙吸挖泥船 耙头冲水系统 喷嘴布局 水射流 泥沙破碎 计算流体动力学(CFD)
行星滚柱丝杠90kN电动缸整机模态与轴向静刚度分析
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作者 夏占 白韬光 袁航 船舶工程 CSCD 北大核心 2019年第3期82-86,共5页
以行星滚柱丝杠90kN电动缸为研究对象,采用有限元方法对电动缸整机结构进行模态分析,得出电动缸前16阶固有频率、主要的振动部位(形式)及其与激励源之间的共振避开率,为后续振动分析和结构减振优化奠定基础。通过仿真90 kN拉、压轴向载... 以行星滚柱丝杠90kN电动缸为研究对象,采用有限元方法对电动缸整机结构进行模态分析,得出电动缸前16阶固有频率、主要的振动部位(形式)及其与激励源之间的共振避开率,为后续振动分析和结构减振优化奠定基础。通过仿真90 kN拉、压轴向载荷下电动缸的轴向变形情况,得出其静刚度特性,为后续变载荷下的精确位置控制提供参考。 展开更多
关键词 行星滚柱丝杠 电动缸 有限元 模态 静刚度
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