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2012年  第7卷  第2期

舰船结构对水下近距爆炸的响应研究进展
唐廷, 朱锡, 韦灼彬, 侯海量
2012, 7(2): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.001
摘要:
开展舰船结构对水下近距爆炸的响应研究对于改善舰船结构的防护性能、增强战时的生存能力具有十分重要的意义。通过综合近年来舰船结构对水下近距爆炸响应的研究成果.阐明了水下近距爆炸载荷的理论、实验和数值研究进展,并分类总结了水下近距爆炸时的流体结构相互作用与平板、圆柱壳、梁和舰船结构响应的研究现状。最后给出了当前急需加强研究的4个方面的问题:复杂边界条件下的水下爆炸载荷特性、结构冲击破坏的仿真、结构模型试验相似规律以及新型材料和结构对水下近距爆炸载荷的响应
国外船舶破损稳性理论分析
马丽君, 冯其, 张楠
2012, 7(2): 9-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.002
摘要:

船舶破损后的稳性问题是长期困扰造船界的难题,它涉及随机海况下破损船舶的摇摆、进水和倾覆等多方面的复杂技术问题 简要叙述了国外船舶破损进水后的稳性理论计算研究状况.介绍了国际上在破损船舶动力学模型、舱内进水与船体的相互作用、破损口处的进流与出流模拟等3方面的研究进展。研究表明,三自由度耦合的数学模型在处理舷侧破损问题方面很有效.而六自由度非线性数学模型是未来船舶破损稳性计算的发展趋势,而且必须将船体与进水当作相互高度耦合的动力系统,采用水动力学进水模型进行处理。今后,还需采用模型试验深入观测波浪中船舶破损后的物理现象.以了解破损稳性机理

高速轻型穿浪双体船纵向运动改善措施研究
郑义, 董文才
2012, 7(2): 14-19. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.003
摘要:
针对在改善高速轻型穿浪双体船(WPC)迎浪中波长与船长接近时纵向运动幅度较大的缺点,采用了理论计算与模型试验相结合的方法.对250 t级穿浪双体船开展了水翼改善纵向运动的理论和试验研究,分析了水翼形式、尺度和安装位置等对纵向运动的影响规律。数值计算和试验结果的比较表明,计及水翼一船体水动力干扰影响的切片理论可满足WPC加水翼后波浪中纵向运动计算韵需要,但在纵向运动响应峰值处数值计算结果偏高 模型试验表明,250 t级WPC加装水翼后,迎浪纵摇和垂荡有义幅值可减少20%~30%。
舰船呆木设计及对操纵性影响研究
曹留帅, 朱军, 黄昆仑
2012, 7(2): 20-23,28. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.004
摘要:
针对排水型舰船尾部线型特征,提出船体尾部呆木线型设计的数学函数,定义了呆木线型的特征量,并设计了系列呆木线型:运用有效展舷比概念扩充了船体水动力经验公式.得到呆木线型对船体水动力影响的估算方法:采用“分离型”操纵性数学模型预报了系列呆木对舰船操纵性的影响,得到呆木面积与航向稳定性提高成正比等结论.
两船在波浪载荷作用下的运动响应分析
陈明明, 王志东, 杨爽, 吴贺贺
2012, 7(2): 24-28. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.005
摘要:
基于波浪辐射/绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应。计算结果表明.当两船间距为5 m 时驳船的附加质量比间距为10 m 时的值大2倍多.驳船的附加质量和阻尼随着间距的减小逐渐增大:在间距30 m 时,驳船的速度越小所受的漂移力就越大.并且驳船的横摇和首摇运动就越剧烈。
以Rankine源三维面元法求解三体船纵摇与升沉运动
王毅, 卢晓平, 赵军强, 段晔鑫
2012, 7(2): 29-36. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.006
摘要:

为对三体船的纵摇与升沉运动进行分析,将j维面元法用于三体船在波浪中的纵摇和升沉计算。依据Rankine源格林函数.基于有航速势流理论建立理论计算模型和数值计算方法,对数学三体船型纵摇、升沉运动响应进行计算.并对计算结果规律进行分析。同时,还对其数值进行模型实验验证。根据计算结果.针对侧体布局对三体船在波浪中纵向运动的影响进行了分析

船体艏部水动力性能优化
徐力, 陈作钢
2012, 7(2): 37-41,64. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.007
摘要:
提出一种以势流兴波阻力理论Rankine源方法为基础,结合SHIPFLOW 软件为计算工具.利用CAD—CFD集成平台FRIENDSHIP—FrameWork软件进行变形优化.研究船舶的最小兴波阻力型线优化设计的方法.并考察了兴波优化得到的船型总阻力变化情况 在型线优化过程中.以兴波阻力系数为目标函数.排水量变化范围为约束条件.在Wiglev船体前端增加一个利用Feature建模技术参数化生成的球艏并调整艏部型线使得船体表面光顺。选取球鼻艏形状的各项参数作为基本设计变量.利用DOE方法对船艏进行优化.获得了设计航速下兴波阻力较小的船型.验证了所提方法进行船艏型线优化的有效性 相应的考察变形及优化前后总阻力变化情况表明:在高傅汝德数情况下增加球艏所带来的粘性阻力的增加小于兴波阻力的减小量,总阻力得到了改善,优化后得到的球艏能在进一步减小兴波的同时减小总阻力。此外,还运用所提方法对3100TEU船型的船艏,利用Delta Shift方法进行变形,在设计航速下,将变形的参数作为设计变量,利用DOE方法进行优化设计。结果显示:在排水量限制范围内当球鼻艏向上向前伸展一定长度时可以降低兴波阻力 与此同时.由于优化前后船体湿表面积变化很小.粘性阻力的变化并不明显.兴波的减小则使得总阻力得到了改善
单壳体潜艇在气泡脉动载荷作用下的响应规律研究
岳永威, 王超, 朱枫, 王奂钧
2012, 7(2): 42-49. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.008
摘要:
基于Geers与Hunter提出的自由场气泡脉动载荷计算方法,利用开尔文冲量法分析气泡自由场假设成立的条件.并将简单结构的计算结果同试验值进行对比,验证了所用算法的有效性。通过对简化的单壳体潜艇结构在不同气泡工况下响应的求解分析,得出如下结论:当气泡与边界距离大于其半径的3倍时,可忽略结构对气泡运动的影响:声固耦合法可有效求解结构在气泡脉动下的响应:在低频气泡脉动载荷激励下,结构的一阶及三阶垂向运动被激起.且以一阶运动为主:结构一阶垂向湿频率与气泡脉动的频率相差一定时,结构频率与其鞭状运动幅度呈负相关趋势:当气泡脉动频率与结构湿频率接近时,结构的响应出现峰值。
水面舰船甲板局部静强度测试软件
李慧蕾, 杨松林, 李坤, 张家新, 严家文, 曾文源
2012, 7(2): 50-55. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.009
摘要:
在总纵强度虚拟测试系统的基础上,设计舰船甲板及平台局部结构静强度测试软件。利用XML文档与测试软件的数据库接E1.将舰船测试模型数据准确导入系统,通过“载荷计算”、“甲板板强度计算”和“骨材强度计算”等流程实现基于国家军用标准的甲板局部静强度测试与验证 软件测试结果与人工校核的实船计算结果对比一致.达到了人机交互的数字化测试效果.与人工校核相比大大缩短了计算时间
水面舰船规范中甲板纵骨稳定性校核的差异研究
王晓强, 陈崧, 李陈峰, 任慧龙
2012, 7(2): 56-59. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.010
摘要:

甲板纵骨的稳定性问题是水面舰船结构设计中的一个重要问题。《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨带板折减系数取法的差异有时会导致工程中出现不同的结果。从理论上分析了《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨屈曲分析评估方法的差异,并用数值算例结果给予说明 研究结果为:《舰船通用规范》中的稳定性校核标准较《水面舰艇结构设计计算方法》严格,对于理解和修订国军标以及保证舰船结构安全有一定的理论意义和实用价值.

蜂窝夹层板的优化设计分析
于辉, 白兆宏, 姚熊亮
2012, 7(2): 60-64. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.011
摘要:

夹层板结构是近代发展起来的一种比较先进的结构形式,具有比强度高、比刚度大等特点。为优化夹层板的抗冲击性能.以某船底部板架单元为基础.在保证夹层板总质量和主尺寸与原板架相同的前提下,建立4组六棱柱蜂窝夹层板模型,其中每组夹层板的夹层质量各不相同。首先利用有限元软件ABAQUS模拟夹层板在冲击波载荷作用下的响应.对比夹层板的结构损伤并筛选出每组中结构损伤最小的夹层板板型.然后从能量吸收的角度分析夹层板的抗爆抗冲击性能.得到一种优化的夹层板模型

吊舱式液压推进系统——舰艇推进新模式探讨
曹国瑞
2012, 7(2): 65-71. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.012
摘要:

提出吊舱式液压推进系统的功能和原理框图及系统组成;对系统的主要部件如螺旋桨、液压马达、液压泵等的设计进行了探讨:指出吊舱式液压推进系统的优点.并与吊舱式电力推进系统相比较:对实施该系统应该事先研究的问题作了分析,并提出解决的措施。最后得出结论:吊舱式液压推进与吊舱式电力推进有很多共同的优点.但是.吊舱式液压推进更占优势,具有更诱人的发展和推广的潜力。

舰船电力系统中智能电网技术的应用浅析
王琦, 宋晓东, 邢剑, 王云鹤
2012, 7(2): 72-74,96. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.013
摘要:

智能电网技术具有能量优化分配、管理和控制方面的优势,但是舰船电力系统在能量来源、设计理念、可靠性等方面又有着特殊的要求。因此通过重点分析智能电网技术与舰船电力系统的协调性.探讨舰船电力系统应用和实现智能电网技术的重点和关键技术.提出舰船智能电网对信息集成技术、实时监测技术、智能决策技术的要求要远高于陆地智能电网,而且相应的智能装备研制,也必须考虑到应用的特殊环境,从而需要将自愈、智能对话、优质电能、电磁兼容和抗攻击性作为主要应用特征和发展重点,并重点关注和解决与之相关的灵活的电网结构、传感与测量技术、信息化技术、智能型设备等关键问题,开发出能与舰船系统有效结合的合适的智能电网,充分发挥智能电网技术的优势,推动舰船先进装备的研制.达到提高舰船整体作战能力的最终目的.

作战指挥系统无源协同定位的一种设计与实现
王剑波, 丁文优
2012, 7(2): 75-78. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.014
摘要:

无源定位是舰艇作战指挥系统获取战场态势的有效途径。现有的无源定位技术均局限于单平台无源机动定位或同型无源探测设备单机单控多平台协同定位.缺乏系统顶层设计理念 提出一种针对舰艇作战指挥系统元源协同定位功能的集成设计和实现方法.通过系统功能部署设计、明确系统配置组成、信息交互需求分析3个步骤.实现了多平台同型无源探测设备从系统层面开展协同定位的能力 以多平台同型无源探测设备的协同定位为例开展模拟试验.验证了该设计的有效性和可行性 研究表明.所提出的方法较单机单控协同定位方式定位收敛时间缩短.定位精度有所提高,理论上还可以支持不同舰艇之间异型无源探测设备的协同定位。

基于设计特征的 FRIENDSHIP船型参数化方法及实现
黄金锋, 万松林
2012, 7(2): 79-85. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.015
摘要:

船型设计是船舶总体设计中一项极其复杂且又重要的内容,船舶的结构设计、性能计算、总布置等都要以船型为依据.因此,如何实现船型参数化设计尤为重要。FRIENDSHIP系统为船型设计提供了基于Feature特征和仿真驱动设计的参数化方法和实现机制 在对船型参数化基本理论— — 特征参数、特征曲线和曲面生成等进行详细阐述的基础上,以某型船艉部裸船体为例,具体阐述了船型参数化的实现流程,以及以Feature、Cun,eengine和Meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤 以Feature特征为核心的船型参数化方法不仅能为船型曲面的快速建立提供技术支撑.还可以为性能分析和优化提供基础条件.

小型海船锚系布置快速性设计方法研究
王侨, 张明霞, 王运龙, 包文婧, 管官
2012, 7(2): 86-90. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.016
摘要:
由于《海船艏锚泊设计导则))(CB/Z 280—2011)只适用于载重2 000 t以上的钢质海船.未对小型海船的锚泊设计提出指导,故小型海船的锚泊设计需另寻方法。在总结小型海船锚系布置设计特点的基础上.针对小型海船锚链筒的布置即使反复调整其空间位置也难以满足对其长度的要求等问题.通过对锚链筒位置的几何模型进行分析,采用解析几何法解决了锚链筒的定位;基于CAD二次开发,实现了锚链筒最优位置确定。经验证.该方法速度快.能满足小型海船锚系布置的要求.
非消声水池声强法声功率测试的数值模拟
杨文林, 彭伟才, 张俊杰
2012, 7(2): 91-96. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.017
摘要:

针对非消声水池中采用声强法获取低频辐射声功率研究较少的情况,提出对声强法声功率测试过程进行数值模拟.以获得必要的测试参数。建立水中大尺度圆柱壳结构的有限元模型以及水池的边界元模型,将圆柱壳的响应作为边界元模型的速度边界条件.计算水池中测试阵面的声强。通过叠加获得圆柱壳的辐射声功率,然后依次调整测试参数(面元大小、阵面高度、自由面和底部包络面、池壁吸声),并将各种计算结果与自由场中圆柱壳的辐射声功率进行比较.最终获得适合工程应用的测试参数设置。

船用蝶阀液压控制系统的数值仿真
刘辉, 戈亮, 严军
2012, 7(2): 97-101,107. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.018
摘要:

液控蝶阀以其启闭扭矩大、压力损失小和适合用于大中口径管道等特点,在船舶领域得到了广泛应用。基于船舶中某一常用规格的中线对称阀瓣的液控蝶阀.建立该液控蝶阀在实际工况下启闭控制液压系统的数学模型.并进行数值仿真和试验研究。仿真及试验结果表明:液控蝶阀启闭时的转动角速度及其误差受蓄能器排油量、管路压力损失、液压介质的温度以及液控蝶阀的负载影响较大。这一仿真分析及试验结果可为蝶阀液压控制系统中蓄能器总容量和管路通径的选择、液控蝶阀结构型式和规格的确定及其所输送流体运动参数的设计提供依据。

舰船氧、氮气体分离技术现状与展望
刘维国, 赵远征, 刘辉
2012, 7(2): 102-107. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.019
摘要:

针对气体分离设备装备舰船的适用性问题,通过分析深度冷冻法、变压吸附法、膜分离法及ITM、OTM、CAR、FFSA等气体分离工艺的特点,结合舰船的特殊环境要求,说明舰用制氧、制氮工艺采用变压吸附和膜分离技术最具可行性,可以满足舰船对氧、氮气体用量需求及品质要求。耦合变压吸附、膜分离的氧氮一体化联合分离技术可以更为合理地利用船用资源.是今后舰船氧、氮保障相关技术发展的新方向。

用于模拟铂电阻温度传感器的可编程精密合成电阻
宋琦, 曹晨, 孙建华
2012, 7(2): 108-111. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.020
摘要:

在舰船动力装置控制系统中,温度测量设备通常采用铂电阻温度传感器对大量的温度信号进行采集.并将温度信号转换成电阻信号。当这些温度测量设备进行调试、试验时.需要使用电阻器模拟铂电阻温度传感器给出所需的电阻信号 介绍了新型的可编程精密合成电阻以替代传统的电阻箱.该合成电阻采用运算放大器和D/A转换器等器件构成单口网络.通过编程控制输入电压和输人电流的比值获得期望的电阻值 详细分析了该电路误差产生的原因.给出了以ICL7560和AD5543为核心的具体实现电路,其输出电阻误差可控制在0.02 Q以内,对应温度信号在0.05qC以内 该合成电阻具有体积小、精度高、可编程数控的优点,是温度测量设备试验时所需的重要设备