2020年 第15卷 第2期
2020, 15(2): .
摘要:
计及流体影响的船舶回转冰阻力数值模拟…倪宝玉，黄其，陈绾绶，薛彦卓（1）十字形和X形艉舵航行体的水动力特性对比…陈纪军，潘子英，彭超，夏贤，邱耿耀，李永成（8）波浪增阻计算方法在船型综合优化设计中的应用…孟巧，曲媛，陈玲（17）基于船舶破损安全性的舱室优化方法…边金宁，陈淼，韩涛（23）频选天线罩对阵列天线波束扫描特性影响分析…莫熠，奚秀娟，陈亮，吴为军，王冬冬（31）一种基于有源频率选择表面的可调吸波体特性分析…曾宪亮，张麟兮，万国宾（36）基于CFD的风洞及循环水槽设计系统程序开发…蒋望梁，陈作钢（42）基于视野锥的维修可视性分析方法改进…何春华，方舟，李阳，易朋兴（49）艉部新型球面舱壁结构强度及稳定性分析…侯磊（56）基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗法的超大型集装箱船绑扎桥可靠性分析…李放，王德禹（63）悬挂式铝合金整体壁板压杆的稳定性校核方法…吴剑国，章艺超，张平，陈海涛（70）LNG加注船C型舱优化方案设计…陈兴，叶超，奉宁琛（76）计及日照温差作用的坐坞舰船结构响应分析…李陈峰，王庭策，唐涛，张志超，任慧龙，周学谦（82）舰船加筋板结构的圆孔形穿甲损伤识别方法…吴昊，刘维勤，胡雨晨（88）大尺度高速水下无人艇控制系统设计与试验验证…王文晋，王冠学，李奔，徐国华（95）动力定位船舶全回转推进器工作区优化…尚留宾，王威，刘志华（104）水面无人艇领航—跟随固定时间编队控制…李贺，王宁，薛皓原（111）间歇通信环境下的船舶编队控制…刘睿，于双和，尹广帅（119）基于实时小波变换的燃料电池混合动力船舶能量管理策略…张泽辉，陈辉，高海波，管聪（127）潜艇X舵控制分配器设计和仿真…商建朋，李文魁，黄跃鹏（137）基于有限元法的喷水推进轴系回旋振动分析…马召召，周瑞平，刘琪，范君浩，胡云飞（143）基于小波理论的舰船IMU加速度计信号处理算法…徐博，刘斌，刘德政，崔耀虎，邓伟（151）大洋勘探船岩芯储存库内温度场的数值模拟…郭月姣，吴毅昊，马双，陈旭，孟博，雷淑雅，石大川，冯国增（159）
计及流体影响的船舶回转冰阻力数值模拟…倪宝玉，黄其，陈绾绶，薛彦卓（1）十字形和X形艉舵航行体的水动力特性对比…陈纪军，潘子英，彭超，夏贤，邱耿耀，李永成（8）波浪增阻计算方法在船型综合优化设计中的应用…孟巧，曲媛，陈玲（17）基于船舶破损安全性的舱室优化方法…边金宁，陈淼，韩涛（23）频选天线罩对阵列天线波束扫描特性影响分析…莫熠，奚秀娟，陈亮，吴为军，王冬冬（31）一种基于有源频率选择表面的可调吸波体特性分析…曾宪亮，张麟兮，万国宾（36）基于CFD的风洞及循环水槽设计系统程序开发…蒋望梁，陈作钢（42）基于视野锥的维修可视性分析方法改进…何春华，方舟，李阳，易朋兴（49）艉部新型球面舱壁结构强度及稳定性分析…侯磊（56）基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗法的超大型集装箱船绑扎桥可靠性分析…李放，王德禹（63）悬挂式铝合金整体壁板压杆的稳定性校核方法…吴剑国，章艺超，张平，陈海涛（70）LNG加注船C型舱优化方案设计…陈兴，叶超，奉宁琛（76）计及日照温差作用的坐坞舰船结构响应分析…李陈峰，王庭策，唐涛，张志超，任慧龙，周学谦（82）舰船加筋板结构的圆孔形穿甲损伤识别方法…吴昊，刘维勤，胡雨晨（88）大尺度高速水下无人艇控制系统设计与试验验证…王文晋，王冠学，李奔，徐国华（95）动力定位船舶全回转推进器工作区优化…尚留宾，王威，刘志华（104）水面无人艇领航—跟随固定时间编队控制…李贺，王宁，薛皓原（111）间歇通信环境下的船舶编队控制…刘睿，于双和，尹广帅（119）基于实时小波变换的燃料电池混合动力船舶能量管理策略…张泽辉，陈辉，高海波，管聪（127）潜艇X舵控制分配器设计和仿真…商建朋，李文魁，黄跃鹏（137）基于有限元法的喷水推进轴系回旋振动分析…马召召，周瑞平，刘琪，范君浩，胡云飞（143）基于小波理论的舰船IMU加速度计信号处理算法…徐博，刘斌，刘德政，崔耀虎，邓伟（151）大洋勘探船岩芯储存库内温度场的数值模拟…郭月姣，吴毅昊，马双，陈旭，孟博，雷淑雅，石大川，冯国增（159）
2020, 15(2): 1-7.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01796
摘要:
目的 极地船舶在极地航行时，复杂的冰阻力不仅会给船舶带来结构上的威胁，还对船舶的操纵性提出了新的挑战，尤其当船舶在层冰区中进行转向运动时，挑战更大。近年来的研究主要集中在船—冰碰撞的强相互作用上，而少有研究流体对冰阻力的影响。 方法 采用非线性有限元法，基于适当的冰材料模型和合理的耦合破坏模式，研究船舶回转运动过程中冰与船之间复杂、强烈的非线性相互作用。同时，采用流固耦合方法，研究流体对船—冰相互作用的影响。 结果 数值结果与经验公式的对比确定了模拟的有效性与可靠性，其中对比有、无流体作用时船舶受到的纵向、横向和垂向冰阻力情况显示，计及流体影响时，船舶的冰阻力在3个自由度上会有明显提升。 结论 船舶破冰回转运动中考虑流体对冰阻力的影响，能准确预测船舶回转时的冰阻力且能有效保证船舶的航行安全。
2020, 15(2): 8-16.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01799
摘要:
目的 对于水下航行体的艉布局而言，相较十字形艉布局，X形艉布局具有不超宽、降低舵卡严重后果等优点。由于X形艉布局及其操纵较为特殊，其水动力特性与十字形不同。以SUBOFF为原型，通过数值计算对比十字形和X形艉布局航行体的操纵性水动力特性。 方法 首先，对比十字形艉布局线性水动力的数值计算与模型试验数据，确定数值计算的网格参数；其次，对全动舵面积相同的X形艉布局航行体线性水动力进行预报，并与十字形艉布局进行对比；最后，采用体积力模拟螺旋桨抽吸，对比研究两方案操纵性水动力特性的差异。 结果 结果表明：在相同全动舵面积下，相较十字形艉，X形艉布局航行体水平面静不稳定系数略小，垂直面静不稳定系数略大；受相邻两舵干扰影响，X形航行体垂直面、水平面舵力特性具有较为明显的不对称性，舵导数减小约27%；抽吸显著改变了十字形和X形艉布局航行体的水动力，舵导数增大约15%~18%。 结论 研究成果可为水下航行体操纵性设计提供一定的借鉴。
2020, 15(2): 17-22.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01823
摘要:
目的 为了获得兼顾静水和波浪阻力性能的优良船型，以某散货船为研究对象，开展船型综合优化设计。 方法 基于成熟的商用软件STAR-CCM+进行目标船静水阻力性能评估。采用ISO 15016推荐的简化方法和经验方法，以及自主编程开发的二维切片理论方法进行波浪增阻计算。对比分析不同波浪增阻方法计算结果与模型试验结果的差异。 结果 结果表明：二维切片理论方法计算精度较高，且能反映船型对波浪增阻的影响；目标船改型的静水阻力性能与原型相当，改型的波浪增阻和原型相比降低了20%以上，波浪中阻力性能得到显著提升。 结论 通过探讨不同波浪增阻计算方法的工程适用性，为船型综合优化设计提供了有效工具。
2020, 15(2): 23-30.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01785
摘要:
目的 船舶安全性是船舶最重要的性能之一，而舱室优化与提高船舶破损安全性密切相关，二者之间的关系是一个复杂的多因素问题。 方法 基于SOLAS 2009公约，评估概率破舱稳性，量化危险区域，采用层次分析法（AHP），以分舱指数、危险区域类型和数量为评估指标，求解各指标对船舶破损安全性的影响权重，并以提高船舶破损后的安全性为目标，评估出最优舱室优化方案。 结果 结果显示，调整危险区域边舱宽度、舱室长度及双层底高度均可提高船舶破舱稳性，以及船舶破损后的安全性。 结论 实验结果表明研究危险区域可提高船舶安全性，在基于多准则评估船舶破舱后的安全性上采用AHP方法可行。
2020, 15(2): 31-35.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01707
摘要:
目的 针对频选天线罩对阵列天线波束扫描的不利影响，提出一种综合优化频选天线罩的方法。 方法 首先，设计一款由25个对称阵子组成的阵列天线和一款大角度入射时仍具有较好阻抗带宽和滤波性能的频选天线罩。然后，在此基础上使用HFSS软件对由频选天线罩—阵列天线组成的系统进行仿真，以阵列天线的辐射特性受影响最小为目标，确定频选天线罩的尺寸，以及频选天线罩与阵列天线间的距离。最后，比较单独阵列天线与频选天线罩—阵列天线系统的扫描角度变化。为验证理论的正确性，在实验中对不同扫描角度下带有频选天线罩的阵列天线方向图予以测试。 结果 结果显示，当频选天线罩与阵列天线间距离为0.5λ时，频选天线罩对阵列天线副瓣与后瓣增益的影响最小，当阵列天线主瓣波束扫描角度达到40°时，频选天线罩会对阵列天线扫描角产生约0.25°的变化。 结论 经过分析与优化的频选天线罩不会对阵列天线辐射性能产生不利影响，该设计方法可用于更大尺寸的阵列天线加频选天线罩。
2020, 15(2): 36-41.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01713
摘要:
目的 周期结构吸波体可有效吸收入射电磁波并降低目标反射特征。提出一种基于有源频率选择表面（AFSS）的微波吸收体，通过加载PIN二极管，实现对吸波体频带范围的动态调控。 方法 首先，利用电磁仿真软件CST研究吸波体结构的可调控特性，探究PIN二极管等效电阻随偏置电流变化时吸波体反射率改变的情况；然后，采用多反射干涉理论分析多层结构中电磁波传播反射的特性，确定理想吸波情况下不同路径电磁波的幅度和相位条件；最后，加工实物样件在微波暗室进行测试和验证。 结果 结果表明，加载PIN二极管后，吸波体反射率随之改变，且在2.5~9.1 GHz频带范围灵活可调。 结论 研究成果在武器装备电磁隐身设计方面具有一定应用价值。
2020, 15(2): 42-48.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01748
摘要:
目的 风洞和循环水槽是很重要的流体力学试验设备。为高效地形成风洞或循环水槽的气动力学/水动力学设计方案，开发了基于CFD的风洞循环水槽设计系统程序。 方法 该程序集实体三维建模、网格自动生成、黏性流场求解及CFD计算后处理结果输出等功能于一身，在操作流程上实现从初始参数录入到优化目标参数输出一键操作的设想，用自动化的程序节省修改模型和网格过程所花费的人力和时间成本。通过参考上海交通大学风洞循环水槽对程序进行校验。 结果 结果表明，该软件在风洞的设计及性能预报方面具有很好的可信度和便捷性。 结论 该程序具有一定的理论方法创新和较高的工程应用价值。
2020, 15(2): 49-55.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01818
摘要:
目的 基于人眼视野区域建立的视野锥维修可视性分析方法无法定量评估可视性及视野遮挡的情况，需要建立合理的评价模型以对该方法进行改进。 方法 首先，根据人眼视野锥建立物体平面视野范围模型，确定物体在视野中的范围，结合视距与物体体积完成视野范围的评估；然后，建立人眼到物体各部分的视线模型，判断各视线与其他物体的相交情况，确定物体各部分的遮挡情况；最后，量化评估结果，并利用CAA+RADE在VC++环境中对DELMIA软件进行二次开发，以改进维修可视性分析功能模块。 结果 在焊接工作站的维修可视性验证中，该方法能够对可视性进行有效评估，且可量化评估物体遮挡的情况。 结论 该改进方法能有效改善复杂设备维修中可视性分析的全面性和合理性。
2020, 15(2): 56-62.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01530
摘要:
目的 为了使艉部具有更大的布置空间，有利于优化轴系布置，并减小艉部振动，提出一种艉部新型球面舱壁结构型式。 方法 采用ANSYS有限元软件建立其有限元模型，对比分析新型和传统球面舱壁结构的强度和稳定性；然后针对不同球面舱壁厚度情况，研究围栏厚度对舱壁结构强度和稳定性的影响。 结果 研究表明，当围栏厚度增加时，舱壁结构稳定性近似成线性增加，而其对球面舱壁结构强度的影响取决于最大Mises应力出现的位置：当最大Mises应力出现在围栏附近时，增加围栏厚度可使之有效降低；当最大Mises应力出现在过渡环壳处时，增加围栏厚度对降低结构最大Mises应力无益。 结论 研究成果可为球面舱壁结构型式设计提供参考。
2020, 15(2): 63-69.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01613
摘要:
目的 对超大型集装箱船绑扎桥结构而言，复杂的设计结构和恶劣的载荷环境对其可靠性提出了更高的要求。针对大型船舶结构可靠性分析时计算效率低、计算精度差等问题，提出基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗（GBDT-MC）方法。 方法 首先，通过Python库建立改进梯度提升决策树（GBDT）的近似模型，根据实验生成较少的样本点，并筛选位于失效面附近的样本点；接着，运用SMOTE算法合成新的样本点并参与有限元计算，进而结合原有的样本点形成训练集；然后，采用已训练的近似模型预测蒙特卡罗（MC）方法所产生的样本点信息，完成结构的可靠性分析；最后，运用算例验证改进GBDT-MC方法的可行性和准确性，并将其应用于超大型集装箱船绑扎桥结构的可靠性分析。 结果 计算结果表明：案例中超大型集装箱船绑扎桥在静态绑扎力作用下的失效概率误差为 3.5%，改进GBDT-MC方法的计算耗时为2.55 h，而MC方法则需要416.7 h，可见在允许的计算误差范围内，改进GBDT-MC方法可以大为缩减可靠性分析的计算时间。 结论 改进GBDT-MC方法能显著提高计算精度并缩短计算时间，可为结构可靠性的优化设计提供支持。
2020, 15(2): 70-75, 87.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01663
摘要:
目的 悬挂式铝合金整体壁板结构在气垫船中得到了广泛应用，鉴于铝合金的弹性模量较低，且铝合金框架结构的失稳问题突出，因此需要对其稳定性校核方法进行研究。 方法 采用非线性有限元方法对悬挂式铝合金整体壁板的压杆进行稳定性分析，比较《海上高速船入级与建造规范》和《铝合金结构设计规范》中关于铝合金受压构件的稳定性设计公式和适用性。 结果 得出了悬挂式铝合金整体壁板压杆的失稳规律，并提出了压杆的校核方法和肘板布置方法。 结论 研究成果可用于指导悬挂式铝合金整体壁板结构的设计。
2020, 15(2): 76-81.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01561
摘要:
目的 液化天然气（LNG）作为船舶燃料已成为一种趋势，在此背景下，LNG加注船也逐渐发展起来，其可以弥补港口LNG加注能效的不足。LNG加注船液舱设计的成败直接影响船舶性能、经济性及安全性。 方法 对C型舱进行参数化建模，并以双体舱为例，结合LNG加注船的特点和功能，建立一套由4个指标组成的C型舱评价体系。以此为基础，采用层次分析法和模糊理论，获得指标的权重，构建以C型舱尺寸形状为优化目标的函数，计算得到C型舱的优化解。以一艘LNG加注船为优化算例，将优化尺寸与实船C型舱尺寸对比。 结果 结果显示，优化程度为正值，约0.53%，即优化尺寸的综合评价更佳。 结论 实例证明了将评价体系引入优化设计的方法可行，此方法可在方案设计阶段快速准确得到C型舱尺寸和形状，节省设计成本，提高设计效率。
2020, 15(2): 82-87.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01812
摘要:
目的 由于坐墩、日照温度变化等因素的影响，水面舰船在建造和维修期间将产生整体和局部的响应与变形，一方面影响船体的建造精度和安全性，另一方面还将影响相关武备系统的标定与校准。 方法 考虑日照温差的影响，基于有限元法开展坐坞舰船结构响应与变形分析方法研究。 结果 以一型水面舰船为例，根据墩木布置原则建立全船坐坞有限元模型，并根据现场实测温度数据，完成了日照温差作用下坐坞舰船结构响应与变形预报，计算结果揭示了舰船坐坞期间出现“荷叶变形”现象的原因。 结论 研究成果对于坐坞状态下舰船舰载武器系统和航空保障系统的校准具有重要参考价值。
2020, 15(2): 88-94.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01749
摘要:
目的 舰船在执行作战任务时会受到导弹或炮弹的攻击，而穿甲损伤识别有其特殊性，对其进行专门研究具有重要意义。 方法 以舰船普遍存在的加筋板结构作为研究对象，首先，采用加筋板前3阶模态的固有频率作为特征参数的概率神经网络（PNN）对加筋板进行圆孔形穿甲损伤识别研究；然后，通过结合模态特征和加速度方差的结构损伤识别方法，解决固有频率的对称性识别问题。 结果 结果表明，所用方法对圆孔形穿甲损伤的定位和损伤程度识别效果良好。 结论 概率神经网络收敛速度快，易于在硬件上实现高度吻合的加筋板结构圆孔形穿甲损伤识别问题。
2020, 15(2): 95-103.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01759
摘要:
目的 为了在三维空间宽航速段内实现大尺度高速水下无人艇（UUV）的路径跟踪，在考虑无人艇的试验动作要求、控制精度要求及水动力特性的情况下，设计了基于模糊控制理论的自适应制导方法。 方法 基于解耦控制方法，首先将水下无人艇的航行控制分解为航速、航向、纵倾和深度控制问题；然后分别设计积分分离比例—积分—微分控制器（PID控制器），并引入指令及状态滤波器，以改善该水下无人艇动态响应特性；最后，通过湖试验证水下无人艇在不同航速下的控制性能。 结果 结果表明，在6，9，13 kn等试验航速下，水下无人艇跟随目标路径和深度的误差均在合理范围内，验证了该控制体系及控制方法的有效性。 结论 所得结果对新一代试验艇的运动控制技术研究具有一定参考价值。
2020, 15(2): 104-110.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01819
摘要:
目的 为使动力定位全回转推进器及时响应外界环境力，避免推进器产生大范围旋转，实现动力定位控制的高精度，开展全回转推进器最佳工作区间研究。 方法 以安装有两个全回转推进器和一个侧向推进器的动力定位自航模型为研究对象，首先，分析当前推力分配奇异性优化指标存在的问题，在此基础上考虑推进器的推力限制，并采用遍历推进器推力及方位角的方法，建立轴向最大能力矩阵；然后，根据外界环境力大小及变化，计算得到各轴向的最低性能要求，结合禁止角，确定推进器在不同外界环境下的最佳工作区间，获得新的推力分配逻辑框架；最后，基于传统奇异性指标与最佳工作区间的动力定位船模，分别开展定点定位试验。 结果 结果表明，所提方法能够克服奇异性指标存在的不足，实现推进器方位角在50°范围内变化，定点定位达到0.1 m半径位置和0.5°艏向的控制精度。 结论 所述方法可替代奇异性指标，满足船模动力定位试验要求，具备一定的工程实用价值。
2020, 15(2): 111-118.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01755
摘要:
目的 为解决复杂扰动下的领航—跟随水面无人艇（USV）编队控制问题，提出一种固定时间控制（FTC）方法。 方法 针对跟踪控制子系统，设计一种基于积分滑模的固定时间跟踪控制（IMS-FTC）策略；针对编队控制子系统，设计一种基于有限时间扰动观测器的固定时间编队控制（FDO-FFC）策略；基于 Lyapunov稳定性理论证明所设计的编队控制方法的整体稳定性。 结果 采用经典CyberShip II试验模型进行仿真研究，结果显示所设计的控制方案能够有效提高领航—跟随USV编队系统的精确性和鲁棒性。 结论 研究成果可为无人艇编队控制系统设计提供先进的技术手段。
2020, 15(2): 119-126.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01800
摘要:
目的 针对多艘船舶在间歇通信环境下的编队控制问题，提出了基于反步法的协调编队控制律，并给出编队形成的充分条件以满足编队的鲁棒性。 方法 首先，利用反步法设计正常通信时段的船舶编队控制律，加入误差观测器消除外部环境带来的误差，保证船舶在正常通信时段形成理想编队。然后，对于在间歇通信中通信缺失的时段，设计控制律。此外，在船舶编队的形成以及队形保持的过程中，通信时长必须满足一定的要求，并给出在间歇通信环境下实现编队的充分条件。最后，利用李雅普诺夫理论对船舶编队控制律的稳定性进行验证，并证明该充分条件的可靠性。 结果 仿真结果表明，采用该控制律且满足给出的充分条件，船舶能够在间歇通信环境下实现编队航行。 结论 在间歇通信或类似的周期性通信缺失情况下，对船舶编队控制的设计与研究有一定的参考价值。
2020, 15(2): 127-136.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01597
摘要:
目的 针对负载剧烈波动导致燃料电池混合动力船舶的燃料电池寿命缩短与电能质量下降等问题，提出一种基于实时小波变换的燃料电池混合动力船舶能量管理策略。 方法 通过对功率信息进行分频处理，使各电源依据自身特性承担相应部分。以某燃料电池混合动力渡船为目标船型，搭建Simulink仿真模型对所提出的算法进行验证。 结果 结果表明，燃料电池承担了功率负载的稳定部分，超级电容承担了功率负载波动的高频部分，而电池承担了功率负载波动的低频部分。 结论 所提出的算法能使混合动力船舶的燃料电池/电池的寿命延长，并提高电能质量。
2020, 15(2): 137-142.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01761
摘要:
目的 为解决X舵潜艇在不同可用舵面条件下的操舵控制问题，开展X舵潜艇的操舵控制分配器设计。 方法 操舵控制系统采用“主控制器—控制分配器”级联控制结构，主控制器采用已有的成熟算法，将舵角控制分配问题转换为受舵角限幅、舵速限幅约束的加权最小二乘法（WLS）问题进行求解，设计受限控制分配算法，并分别在四舵、三舵、双舵条件下进行定深旋回、潜浮运动仿真，以验证控制分配算法的正确性。 结果 仿真结果表明，在给定的舵机配置条件下，随着操舵面的减少，潜浮性能并无差异，转向性能略有降低，横倾振荡及舵角抖动趋于严重。 结论 所提控制分配算法施舵合理，适用于各种舵机配置情况。
2020, 15(2): 143-150.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01614
摘要:
目的 基于 ANSYS仿真平台建立喷水推进轴系回旋振动的完整计算方法。 方法 首先，利用ANSYS命令流建立轴系参数化有限元模型，绘制轴系特征频率随转速的变化曲线，即坎贝尔图；然后，通过计算轴系的一次和叶片次回旋临界转速，绘制临界转速下轴系各节点绕转轴的轨迹，即涡动轨迹图；最后，对比分析推力轴承的布置方式和各轴承的支承刚度对临界转速的影响。 结果 结果表明：喷水推进轴系叶轮轴的回旋振动位移幅值最大；当推力轴承从艉密封前端移至推进泵内部时，轴系一阶一次正回旋临界转速下降了32.8%，一阶叶片次正回旋临界转速下降了31.3%，故推力轴承的布置方式对于喷水推进轴系回旋临界转速的影响较大；随着轴承支承刚度的增加，轴系一阶共振转速和叶片次正回旋临界转速的变化幅度均不超过8%，而一次正回旋临界转速的变化幅度不超过9%，故轴承支承刚度的变化对回旋临界转速的影响处于非敏感区，这将有利于轴系的稳定运转。 结论 研究成果可为喷水推进轴系回旋振动的安全性评估提供参考。
2020, 15(2): 151-158, 164.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01570
摘要:
目的 在分析惯性测量单元（IMU）加速度计信号噪声特征的基础上，针对噪声在小波域内展开深入研究。 方法 为解决传统傅里叶滤波方法对高斯白噪声等非线性噪声处理的局限性问题，从小波阈值估计和阈值处理函数2个方面入手对现有小波理论进行优化，提出一种新型小波阈值降噪算法，以在有效提高小波降噪性能的同时简化小波分析的计算量。在上述基础上，针对新型小波阈值算法在FPGA上的实现进行研究，并测试其系统性能。 结果 结果显示，利用新型小波算法处理后的加速度计采集电路有效分辨位数能够达到22.4位以上，相较于原始信号其有效分辨率提高了1.6位。 结论 所得结果表明，新型小波算法无论是在提高信噪比方面还是在减小均方根误差方面，都要优于传统的傅里叶滤波和传统的小波滤波方法，满足信号处理的实时性要求。
2020, 15(2): 159-164.
doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01835
摘要:
目的 探究使用计算流体动力学（CFD）方法分析大洋勘探船岩芯储存库内的温度分布。 方法 岩芯储存库库内设计温度分别为高温库4 ℃，低温库−20 ℃，控温精度为±1 ℃，选择标准k-ε模型进行CFD模拟。在空库吊顶情况下，岩芯储存库的冷风机分别采用横向、纵向和斜角布置方式，模拟不同方案的温度分布，确定冷风机的最佳放置方式，并与实验结果进行对比分析。 结果 研究表明，冷风机采用横向吊顶布置方式时温度偏离程度较小，且温度分布区域大多合格，布置方式合适。温度模拟与实验结果的误差基本在10%以下，也证明了CFD数值模拟结果较准确。 结论 CFD技术可准确模拟岩芯储存库内温度分布情况，为岩芯储存库冷风机设计提供科学依据。
