检索结果-内蒙古大学图书馆

中国舰船研究 2024年第4期19卷 193-201页

作者：陈永强张显涛上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024 上海交通大学重庆研究院重庆401120

[目的]将有限元理论融入离散模块梁单元(DMB)方法,优化集中质量刚度矩阵的求解方式,以使DMB方法更易于处理复杂超大型浮体(VLFS)问题。[方法]使用三维势流理论进行水动力分析并给出水弹性方程;引入有限元理论,将每个子模块离散为若干微... 详细信息

[目的]将有限元理论融入离散模块梁单元(DMB)方法,优化集中质量刚度矩阵的求解方式,以使DMB方法更易于处理复杂超大型浮体(VLFS)问题。[方法]使用三维势流理论进行水动力分析并给出水弹性方程;引入有限元理论,将每个子模块离散为若干微小梁单元以求解刚度阵,并基于子结构法和矩阵理论推导集中质量刚度矩阵;处理复杂边界条件时,根据边界约束模式,采用划零置一法或是直接在刚度阵中增加约束项进行处理;处理复杂连接条件时,首先更改节点编号,然后再根据连接件的特点建立连接件约束矩阵并将其融入总刚度阵中。[结果]使用DMB方法计算复杂超大型浮体的位移响应时,在边界条件选取固定端和弹簧−阻尼端、连接件选取铰接、刚性连接和弹簧阻尼连接等情况下,所得结果与直接法吻合较好。[结论]研究表明,融合有限元理论的DMB方法能够方便、快速、准确地处理复杂超大型浮体在多种复杂工况下的水弹性响应。

关键词：离散模块梁单元超大型浮体固定端弹簧−阻尼端弹簧阻尼连接

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基于CATIA的钢结构CAD与CAE一体化实现方法

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船舶工程 2024年第3期46卷 48-54页

作者：徐思豪戴宇晨汤霄扬王德禹上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

为了应对钢结构在实现计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)一体化时的特殊性所带来的挑战,分析和归纳CAD与CAE一体化中数据转换,与几何理想化等关键问题,在此基础上,提出一种基于CATIA V6软件实现钢结构CAD与CAE一体化的方法,并... 详细信息

为了应对钢结构在实现计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)一体化时的特殊性所带来的挑战,分析和归纳CAD与CAE一体化中数据转换,与几何理想化等关键问题,在此基础上,提出一种基于CATIA V6软件实现钢结构CAD与CAE一体化的方法,并通过一个绑扎桥钢结构的设计案例验证了该方法的有效性。通过所提方法分别实现了CAE几何理想化的自动切换与整合载荷数据至CAD模型的技术目标,从而避免了基于传统方法所带来的数据分离问题,减少了人工介入的低效工作。

关键词： CATIA V6 计算机辅助设计计算机辅助工程一体化几何理想化载荷传递

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空泡对喷水推进器流道脉动压力影响的试验研究

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船舶 2023年第6期34卷 35-42页

作者：董小倩杨晨俊上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240

为研究空泡对喷水推进器流道脉动压力的影响,该文以某一轴流式喷水推进器为对象,在空泡水筒中开展脉动压力模型试验研究。为使试验尽可能接近喷水推进器在实船上的工作状态,在空泡水筒上搭建了专用试验台,利用空泡水筒试验段模拟船底水... 详细信息

为研究空泡对喷水推进器流道脉动压力的影响,该文以某一轴流式喷水推进器为对象,在空泡水筒中开展脉动压力模型试验研究。为使试验尽可能接近喷水推进器在实船上的工作状态,在空泡水筒上搭建了专用试验台,利用空泡水筒试验段模拟船底水流和推进器进口流道,从而在试验段上方构建喷水推进器旁路试验装置。试验在不同流量及空泡数下进行,通过测量喷水推进器叶轮段流道内壁的脉动压力,并优化测点布置,研究流道脉动压力沿叶轮叶梢弦长方向和周向的分布规律以及空泡的影响。试验结果表明:在叶梢弦长方向上,空泡对流道脉动压力的影响主要集中在0~50%弦长区域;周向脉动压力最大值出现在进口流道及叶轮轴引起的低流速区,而空泡对周向脉动压力的影响也集中在此区域。

关键词：喷水推进轴流进口流道脉动压力模型试验

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一种无需指定船舶位置的新型船舶大规模自主编队方法

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 191-199页

作者：丁明王磊丁英王一听上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830046

[目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果... 详细信息

[目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果]结果表明,所提方法能够按照“就近原则”快速地完成编队,通信量低且不随编队规模而增加。通过对船舶编队的静态、动态、旋转、缩放和避障的仿真验证了这种算法的有效性。[结论]所提虚拟壁面法具有通信量低、编队速度快、扩充简单等优势,在船舶大规模编队中具有明显优势。

关键词：船舶编队虚拟壁面法集群控制分布式控制避障

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基于知识的船舶结构快速有限元建模方法

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中国舰船研究 2024年第6期19卷 35-44页

作者：罗文俊李春通韦朋余王德禹中远海运特种运输股份有限公司广东广州510623 上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 中国船舶科学研究中心江苏无锡214028

[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据... 详细信息

[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据共享。首先,基于专家知识对CAD几何特征进行工程语义标记,生成CAD信息模型;然后,基于构建的知识规则对CAD信息模型进行特征约简;最后,采用XML中性文件构建基于知识的数据传递和匹配方法,将几何特征和属性信息与预先构建的CAE参数化模板进行匹配,快速实现船舶结构的有限元建模。[结果]以某66000 DWT散货船典型装载工况的舱段结构强度计算分析为例,所提方法可以实现几何模型、边界条件等信息的自动提取、标记以及模型自动约简,通过基于知识的特征匹配规则快速实现结构有限元建模及分析,有效减少了数据传递过程中丢失并实现知识重用。[结论]通过嵌入知识重用规则搭建的船舶结构快速有限元建模方法,提高了CAD与CAE系统之间数据、信息、知识的转换效率,在实际工程中具有良好的通用性和可扩展性。

关键词：船体结构知识工程船舶设计 CAD/CAE 有限元法

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子母式AUV多载荷布放机构设计与性能测试

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中国舰船研究 2024年

作者：李昊辰乔文超张航周胜增田新亮温斌荣上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院上海船舶电子设备研究所水声对抗技术重点实验室

[目的]针对水下搜救、战时布防、密集攻击等场合对负载能力、响应速度、多体协同的特殊要求，提出一种子母式AUV的概念。[方法]提出高负载率内藏式的载荷携带形式、多点组合推冲的弹射出舱方式以及前后舱段错位交替的多载荷布放方法。... 详细信息

[目的]针对水下搜救、战时布防、密集攻击等场合对负载能力、响应速度、多体协同的特殊要求，提出一种子母式AUV的概念。[方法]提出高负载率内藏式的载荷携带形式、多点组合推冲的弹射出舱方式以及前后舱段错位交替的多载荷布放方法。设计了一套适用于载荷布放的笼式悬挂系统以及多载荷次序布放机构，并开展了一系列实验室和湖上试验。[结果]结果表明：单个子AUV能在0.2 s内成功出舱，经过0.5 s的姿态变化成功与母AUV分离，6个子AUV在30 s内从母AUV中安全分离，布放冲击对母AUV影响较小。[结论]所提出的子母式AUV及其载荷布放方法具有良好的可行性和可靠性，可顺利实现多载荷的安全可靠布放。

关键词： AUV 子母式AUV 载荷布放协同组网

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海上FPSO上部模块T型管流固耦合振动特性分析

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船舶工程 2024年第11期46卷 52-63页

作者：吴海燕毛涵宇丁东宇刘经京余龙上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

在海上风浪作用下,浮式生产储卸油装置上部模块的典型T型管道受风载影响,同时还与船一起在风浪中耦合运动,该管道的振动特性分析是一个难点。针对这一问题,对典型T型管道的振动特性进行数值模拟研究。结合谐波叠加法获得API风谱下的风... 详细信息

在海上风浪作用下,浮式生产储卸油装置上部模块的典型T型管道受风载影响,同时还与船一起在风浪中耦合运动,该管道的振动特性分析是一个难点。针对这一问题,对典型T型管道的振动特性进行数值模拟研究。结合谐波叠加法获得API风谱下的风速时程曲线,作为流域的入口条件;计算浮式生产储卸油装置在风浪中的运动响应,将所得加速度以加速度场形式作用到管道;基于双向流固耦合方法计算T型管在风浪环境中的响应,研究不同工况条件对管道振动特性的影响。结果表明,风载荷作用下T型管支管以沿风向的振动为主,且API谱风下的管道位移、应力较定常风下的管道位移、应力远远增大;在相同风载荷且不同加速度载荷作用下,管道位移变化较小,管道所受应力与风向相关,在背风位置,管道应力较未施加加速度载荷工况减小,而其余位置均增大,管道应力受沿船体横向和纵向加速度影响较大。风浪的存在对管道振动有着显著影响,研究结果可以为管道的应力分析和强度校核提供参考和理论依据。

关键词：浮式生产储卸油装置典型海上风谱流固耦合管道振动

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邮轮坐便器冲洗噪声测试及瞬态舱室噪声数值分析

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噪声与振动控制 2024年第5期44卷 203-209页

作者：肖健杨德庆左营营上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024

船上瞬态噪声源特性及舱室瞬态噪声数值计算是邮轮舒适性设计中的重要内容。以某邮轮客舱内瞬态噪声源-真空坐便器为研究对象,首先对其冲洗噪声的时频特性进行测试,发现该类型坐便器在开始冲洗和结束冲洗阶段噪声较大,时域峰值声压级达1... 详细信息

船上瞬态噪声源特性及舱室瞬态噪声数值计算是邮轮舒适性设计中的重要内容。以某邮轮客舱内瞬态噪声源-真空坐便器为研究对象,首先对其冲洗噪声的时频特性进行测试,发现该类型坐便器在开始冲洗和结束冲洗阶段噪声较大,时域峰值声压级达115dB,噪声能量主要集中在200~500Hz频段。其次,对坐便器声源作用下的瞬态舱室噪声数值计算开展深入研究,应用声学边界元法与统计能量分析法,在20Hz~8kHz频段计算坐便器冲洗过程中其在舱室中产生的瞬态噪声响应,并将数值计算结果与实验结果进行对比,两者的平均总声压级之差为1.17dB,平均相关系数为0.912。结果表明瞬态舱室噪声数值预报结果与实验测量结果吻合较好。采用所提出的方法可以有效预报邮轮瞬态舱室噪声。

关键词：声学瞬态噪声坐便器噪声源边界元法船舶舱室噪声

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基于输入−状态联合估计的漂浮式风机塔架结构载荷反演及状态分析

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 167-175页

作者：王超崔明浩周楠陈鹏程正顺上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024 海洋石油工程股份有限公司天津300459

[目的]旨在研究波浪作用下漂浮式风机塔架的结构载荷反演方法及动力响应状态。[方法]以半潜型风机为研究对象,通过时域仿真模拟测量数据,并且基于漂浮式风机的频域仿真模型计算塔架的质量归一化模态,将二者作为输入−状态联合估计(joint ... 详细信息

[目的]旨在研究波浪作用下漂浮式风机塔架的结构载荷反演方法及动力响应状态。[方法]以半潜型风机为研究对象,通过时域仿真模拟测量数据,并且基于漂浮式风机的频域仿真模型计算塔架的质量归一化模态,将二者作为输入−状态联合估计(joint input-state estimation,JIS)算法的输入,对漂浮式风机塔架开展结构载荷反演以及实时状态分析。[结果]结果表明:基于JIS算法,以塔架节点的仿真数据作为算法的输入,估计的塔根载荷以及塔架节点响应与仿真结果具有良好的一致性,实现了高精度的反演。[结论]反演结果验证了JIS算法的有效性,可以用于漂浮式风机的实时状态分析,保障漂浮式风机长期安全稳定运行。

关键词：漂浮式风机结构载荷反演输入−状态联合估计实时状态分析

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黏性液体中固体颗粒与壁面碰撞的实验研究

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实验室研究与探索 2024年第9期43卷 1-5页

作者：王晋轲刘磊上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024 上海交通大学海洋工程全国重点实验室船舶海洋与建筑工程学院上海200240

针对深海采矿、固体矿浆输送等工程实践中出现的固体颗粒与管壁碰撞现象,在水箱中开展颗粒-壁面碰撞物理模型实验研究,分析颗粒直径、密度、表面粗糙度、碰撞角度以及液体黏度等参数对颗粒碰撞回弹速度、轨迹的影响,探究碰撞能量耗散规... 详细信息

针对深海采矿、固体矿浆输送等工程实践中出现的固体颗粒与管壁碰撞现象,在水箱中开展颗粒-壁面碰撞物理模型实验研究,分析颗粒直径、密度、表面粗糙度、碰撞角度以及液体黏度等参数对颗粒碰撞回弹速度、轨迹的影响,探究碰撞能量耗散规律。实验结果表明,随着斯托克斯数逐渐增大,碰撞恢复系数相应增加到最大值;颗粒表面粗糙度和表面性质不同,对能量损耗的影响也不同,玻璃颗粒相较于铁质颗粒能量损耗更小,而碰撞恢复系数更大;当颗粒与壁面发生倾斜碰撞时,碰撞处切向摩擦力使得颗粒的部分能量转化为颗粒自转的旋转动能,因此碰撞恢复系数小于垂直碰撞恢复系数。

关键词：固体颗粒碰撞黏性液体斯托克斯数恢复系数

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