2012年 第7卷 第4期
舰船研制过程中的重量重心控制是关系舰船在全寿期内能否保持舰船基本生存能力特性（稳性、不沉性）的重要问题。介绍了国内外舰船设计过程中排水量极限和重心高极限、排水量及重心高储备设计、各阶段重量重心计算细致度、减重优化设计等控制方法，通过分析舰船建造和使用中的重量重心控制现状和控制方法，提出了水面舰船研制中建立完整的重量重心控制体系，在总体顶层、系统设计、建造、管理等方面的重量重心控制措施和储备设计方法。
针对舰船基地级维修特点，提出通过维修设计编制舰船基地级维修资料的解决途径和方法。在分析舰船基地级维修需求和国外维修设计现状的基础上，梳理出维修设计与总体设计、综合保障及维修性设计的关系，对舰船维修设计的目标、阶段划分、设计流程进行研究，分析得出维修设计各阶段工作要求、顶层文件要求、基地级维修资料的分类和内容，并阐述了维修设计管理措施的工程可操作性。
为解决当前潜艇舱室的热不舒适状况和恶劣空气品质限制潜艇长期潜航的问题，对国内外相关研究进行了综合评析。分析发现，人体热舒适存在种族和地域等差异，基于发达国家的研究成果建立的空调热舒适标准不能直接用于指导中国建筑室内的空调系统设计，更不能直接用于具有很大特殊性的水下密闭空间性质的潜艇。因此，提出运用现场问卷调查与客观生理参数测量相结合的研究方法，来确定适合中国人自身特点的、针对潜艇特殊环境的热舒适标准和空气品质需求标准。同时，重点探讨了改善潜艇舱室空气品质的技术措施。结果表明，以合适的标准为指导，以多种技术综合为手段，可以切实改善潜艇舱室内的热舒适状况和空气品质。
SHIPFLOW软件被广泛应用于基于阻力的船型方案优选，但其对舰船阻力预报的适用性却少有研究。为确保舰船方案论证及优选结果的准确性，针对常规水面舰船方尾船型开展计算分析，提出适用于方尾舰船兴波阻力计算的网格划分方式以及获取兴波阻力系数的方法。为准确估算舰船阻力，可引入排挤厚度来修改船体型值，以在兴波阻力计算中等效计入粘性影响，并在此基础上形成舰船阻力快速预报方法。将某方尾舰船阻力数值计算结果与试验结果进行了对比，结果表明，预报误差基本控制在7%以内，验证了该方法的可行性。
水面船舶的艉部附体不但影响船舶阻力，而且对螺旋桨盘面处的伴流场也会产生较大影响。以某大型四桨两舵水面船舶为研究对象，不考虑自由液面的影响，采用RANS方法对船体带附体的三维粘性流场进行数值模拟，重点分析双臂轴支架的剖面形状和安装角度的变化对船舶粘性阻力和标称伴流场的影响。经研究发现，依据轴支架前方流场速度矢量的方向来确定双臂轴支架的安装角度是工程上比较实用的做法。
为了研究舰船舱室破损对船体运动与波浪载荷的影响，采用三维频域势流理论，计算了发生第二类舱室破损后舰船在斜浪规则波上的运动与垂向弯矩。以一典型破损情况为例，计算了船舶破损后的浮态及稳性，并与破损前进行了比较，结果显示，横摇运动及垂向弯矩明显增加，而其它5个自由度运动则有所减小。基于船舶静力学原理，分析了舰船破损对浮态及稳性的影响。最后，使用格林函数法研究了舱室进水导致的液舱晃荡，结果表明，液舱晃荡附加质量在某些频率附近有明显的共振效应，必须通过阻尼系数考虑流体粘性的影响，避免产生非物理结果。
考虑风、浪、流的联合作用以及平台护舷非线性恢复刚度，研究船舶系泊状态与平台的撞击力及其分布规律。针对不同的风、浪、流的作用方向以及不同的风速、波高及流速，计算波浪和海流的载荷，建立系泊船舶的分析模型，采用频域与时域分析方法，进行系泊船舶运动及其与平台之间碰撞力的仿真，得到系泊船舶与平台的碰撞力时间历程，并分析不同碰撞力发生的概率，确定发生最大碰撞力的风、浪、流方向，比较常量护舷刚度与非线性护舷刚度的计算结果。结果表明，橡胶护舷刚度的选取对于碰撞力的计算结果影响显著，选取非线性护舷刚度计算靠泊碰撞力十分必要，用目前的经验公式计算得到的碰撞力偏差较大。
海洋温跃层的温差小，可利用的温差能的能量品质低，水下热滑翔机的热机效率较低，因此需要寻找最低阻力特性的热滑翔机壳体外形。利用水动力数值计算方法，分析了水下热滑翔机4种壳体外形的阻力成因和各自的优缺点，并采用2种不同的求解器对4种壳体外形阻力进行数值计算，不同求解器的计算结果最大偏差小于5%。提出了一个“容积阻力比”的无量纲系数，以此作为评判水下热滑翔机壳体外形综合性能的指标；将纺锤体外形与椭球体首尾外形的优点相结合，提出了水下热滑翔机的新型壳体外形。相比先前讨论的4种壳体外形，该外形具有最大的容积阻力比系数，表明该外形设计在水下热滑翔机的低阻特性与装载能力2种性能之间取得了较好的平衡和兼容。
基于模态应变能法及结构动力学优化理论，研究提高船用阻尼材料应用效果的多种方法。方法1是在满足所使用阻尼材料重量相同的条件下，首先对阻尼材料进行一定百分比的开孔，与同等重量的实心阻尼材料结构相比，贴敷开孔阻尼材料的结构损耗因子得到了提高；其次，以所用阻尼材料重量为优化目标函数，在满足给定的整体结构损耗因子约束条件下，建立贴敷阻尼材料复合悬臂板优化模型。方法2主要优化设计复合板不同区域阻尼材料的厚度值。方法3则主要针对复合板不同区域阻尼材料的分布进行拓扑优化设计，得出在给定复合板前3阶模态损耗因子约束条件下阻尼材料的最佳厚度值和拓扑分布。研究结果表明：阻尼材料上一定百分比的开孔可有效提高结构减振效果；通过重量目标函数及考虑损耗因子约束的阻尼材料结构厚度优化和拓扑分布优化，可以找到满足指定减振要求下阻尼材料用量最小的结构，且拓扑分布优化效果更好。
为控制机械振动向船体结构传递，基于不均质结构振动隔离原理，对铺板连接结构进行减振设计。采用有限元方法建立各设计方案的计算模型，进行激励源在铺板不同位置工况下的动响应分析，对比各方案的减振效果并开展缩比模型试验。分析结果表明，U形连接结构对抑制振动从铺板向圆柱壳体传递效果较好；适当减小连接板厚度，减振效果呈增加的趋势。缩比模型测试结果显示，U形连接结构在2 Hz～4 kHz频段有大于4dB的减振效果，仿真计算结果与试验结果吻合较好。
采用波动分析法，根据不均质结构中的阻抗特性和波型转换，分析振动噪声在典型双层壳结构中的传递特性。以此为切入点，采用有限元/边界元（FEM/BEM）耦合法分析人为构造的传递损失基座的减振降噪性能。通过对组合板振动波的传递特性的分析可以得出，当定常结构发生突变时，结构阻抗也会随之发生变化，导致结构之间的阻抗失配，从而使得振动波在突变截面处发生反射和透射，降低振动波的传递效率，阻隔振动波能量向下游结构传递。然后，据此理论设计了传递损失基座，并用有限元/边界元耦合法验证了传递损失基座的减振降噪性能。
管路支架是管道与船体之间振动能量交互传递的通道，从隔振的角度可以把它看成是一种特殊的隔振器。利用四端参数法建立管路支架隔振系统的振动传递力学模型，推导管路支架的力和位移的传递率。在此基础上，分析管路支架的刚度、阻尼、管道弹性以及基础弹性等因素对力传递率和位移传递率的影响，并通过仿真计算验证了理论求解的相关结论。分析结果表明，管路支架的刚度是影响其隔振性能的主要因素，同时管道和基础的弹性也会产生一定的影响。
船体板架是舰船中最主要的结构形式，研究在水下接触爆炸作用下的船体板架毁伤过程对于舰船的抗爆抗冲击设计具有重要意义。借助AUTODYN通用软件，建立船体板架水下接触爆炸数值模型，同时运用耦合欧拉—拉格朗日算法进行计算，并与试验最终失效模式进行对比，吻合良好。分析了水下接触爆炸作用下船体板架毁伤全过程，并对船体板架破口的形成和扩展进行了分析，探讨了加强筋的破坏模式，提出了板架结构中板和加强筋破坏模式的耦合效应。通过研究，揭示了水下接触爆炸作用下船体板架的毁伤特性。
介绍了舰船舱室环境工程的概念和内涵，以及国内外研究现状。通过实船调研，分析了我国在舰船舱室环境研究方面存在的问题和不足：首先是在舰船舱室环境的综合研究水平方面还有待提高，其次是在舰船内装材料方面研究水平比较落后，并从开展标准规范研究、积极调研、借鉴国外先进技术、运用现代化的设计手段、采用环保内装材料以及加大管理等几方面给出了相应的建议。
为了提高单位质量吸附剂的吸附量，缩小吸附床的体积，并选择合适的化学吸附制冷工质对，在分析国内外吸附制冷系统研究进展的基础上，采用了多发生器吸附制冰系统。对系统中的关键部件吸附床内的单元管传热性能进行了研究，对单元管传热热阻对系统的影响进行了理论分析，同时还对减小各部分热阻的方法进行了探讨，基于此，对多发生器制冰系统进行了制冷性能研究。结果表明，烟气与单元管的对流换热热阻占总热阻的89%，而船舶尾气余热吸附制冰系统的性能参数可达25%。
数据集成在作战系统体系结构的设计中处于核心位置，在系统集成堆栈中具承上启下的作用。接口设计是作战系统集成设计的重点，应尽量减少两两之间的成对接口和专用数据格式，以实现数据集成方式从点对点向总线的转变。首先开展基于XML的作战系统数据建模，开发辅助设计软件，建立元数据注册库；然后采用模型驱动的方法，以数据模型为中心进行数据集成设计和体系结构度量。选取了分系统数量、节点数量、接口数量、信息单元数量和作战流程环复杂度等5个定量指标，并通过衍生指标评估作战系统体系结构的特征。数据模型驱动的开发能够支持快速生成仿真系统，可为下一步基于仿真的效能评估奠定基础。
为弥补舰载作战系统试验中传统三坐标雷达标校方法的不足，提高标校效率，提出一种基于全球定位系统（GPS）RTK模式动态标校舰载三坐标雷达的方法。该方法通过实时录取GPS的定位数据，经过坐标变换和插值修正，给出目标运动的约定真值。对所设计和实现的三坐标雷达标校系统精度的试验检查结果表明，该标校系统满足舰载三坐标雷达的标校工作，同时降低了对环境的依赖性，便于操作，距离误差在4 cm以内。
蒸汽发生器传热管易发生破损，对其破损进行监测是反应堆工艺监测的重要内容之一。分析了核动力装置回路水中氚的产生机理及事故情况下氚在回路水中的迁移过程，利用液体闪烁计数器测量了4个核动力装置一、二回路水中氚的放射性活度浓度。结果表明，一回路水净化后的氚放射性活度浓度与相应的二回路水相比高出2个数量级，分别为633，893，188和394倍，可见利用二回路水中氚的放射性活度浓度来监测蒸汽发生器传热管是否发生破损是可行的。后期，还需对氚的在线实时监测开展深入研究。
针对基于回归的组合预测模型，由于舰船装备维修费预测时可利用的样本小、可用的单项预测方法多，容易导致预测模型的数量比用于组合预测的样本数量多，出现回归系数无法估计的问题。在建立基于回归的舰船装备维修费组合预测模型前，首先对各单项预测方法预测结果进行主成分分析，建立舰船装备维修费实际值在选取主成分上的回归模型，给出基于主成分分析的组合预测模型；然后针对主成分分析中根据主成分的累积贡献率确定主成分数量具有一定的主观性，建议采用AIC确定主成分的数量；最后，采用实例对给出的方法进行分析和验证。结果表明：在舰船装备维修费组合预测中，该方法不仅解决了预测模型多于用来组合预测的样本数量问题，而且还可以解决单项预测方法之间的共线性问题，且其预测性能明显优于常用的组合预测模型。
