摘要：针对超空泡航行体领域亟待明确的航行体机动过程中空泡形态和流体动力特性开展数值模拟研究。基于Logvinovich独立扩张原理建立了离心力作用下的回转运动理论模型和用于求解超空泡航行体回转运动的三维数值计算模型,通过两种计算模型下获得的计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。利用数值模拟方法研究了离心力"拉直"作用对空泡内航行体流体动力特性的影响规律,分析了不同回转角速度下航行体表面压力分布特性。结果表明:随着回转角速度增加,空泡轴线的外移量增大,离心力拉直空泡作用越强烈,将会对回转半径内外两侧空泡的发展的产生较大影响;升力系数和力矩系数呈现"正弦"形态分布,当回转角速度小于1 rad/s时,产生的俯仰力矩对航行体起到"抬头"作用,反之,则产生的俯仰力矩对航行体起到"低头"作用。

摘要：针对无向通信拓扑下的无人艇集群编队控制问题,提出基于领航-跟随模式协同和人工势场避障相结合的无人艇协同编队控制算法。针对特定编队队形输出动态多目标点优化航路,通过分层设计框架传递至无人艇LOS-PID底层跟踪控制算法。将无人艇编队任务解耦成基于协同编队算法的无人艇动态多质点编队规划层和基于LOS-PID算法的无人艇动态单目标点跟踪的控制层。规划层中领航者-跟随者算法实现质点刚性编队队形融入人工势场实现避碰,实时生成协同任务的动态多目标点作为底层单艇控制的跟踪目标点,仿真验证表明,所提算法实现了直线和圆弧的协同编队任务,取得了较好的队形稳定性和安全性。

摘要：[目的]为提高第2代深水Spar平台的水动力性能,对其桁架结构进行方案设计与优化研究。[方法]首先,基于三维势流理论研究垂荡板的运动方程,通过莫里森公式对桁架部分进行水动力计算,并结合工程经验提出桁架结构(含垂荡板)的初始设计方案;然后,对Spar平台的垂荡板及桁架结构进行数值计算,针对不同参数下的桁架结构进行时域及频域分析,探究平台垂荡板的数量、厚度、间距和桁架横截面积、斜桁架数量对Spar平台水动力性能的影响,以进一步优化设计方案。[结果]研究结果表明:确定垂荡板数量需综合考虑Spar平台各自由度的运动;垂荡板厚度越薄,平台水动力性能越好;垂荡板间距应为提升平台垂荡和纵摇性能效率最高的值;桁架横截面积对平台的运动响应影响较大,斜桁架数量影响相对较小。[结论]研究结果可为深、远海油气钻井平台设计提供有益的指导。

摘要：为了进行海底管道输气工程的安全仿真研究,对管道的气体泄漏点进行定位和预报。以渤海浅水工况下的输气管道泄漏为背景,建立浅水气体泄漏的数学模型和有限元数值模型。通过两种模型对比、验证,得到泄漏气体水面上扩散半径和沿流方向偏移距离的关键数据,研究水下气体泄漏的运动规律。研究表明:数学模型与有限元数值模型计算结果较为吻合。海洋的潮流流向、泄漏口径(即泄漏率)大小影响泄漏气体的运动,泄漏气体到达水面的扩散半径随着泄漏率的增大而增大,流方向偏移距离随着泄漏率的增大而减小。

摘要：为转变船舶靠岸时船舶登乘装置的保障模式,提高保障效率,研制岸上使用的船舶登乘装置十分必要。研制阶段开展样机现场试验评估,需有效控制试验工作的风险。在充分调研的基础上,设计专家调查问卷,运用模糊数学理论,结合故障树的风险分析方法,建立了岸基船舶登乘装置研制试验工作风险分析和评估体系,得到了风险评估结论,并制定相应的风险防控措施。该项研究充分识别了岸基船舶登乘装置试验工作的风险因素,指导和化解了相应风险,保证了试验工作的正常进展,对我国船舶保障事业和海洋开发事业具有促进作用。