摘要：[目的]为研究船舶与碎冰作用过程中船体冰压力的分布情况,对航道碎冰条件下的极地船舶进行数值模拟分析。[方法]采用离散元法(DEM)对船舶与碎冰进行建模,假设碎冰是由理想的二维圆盘构成,并考虑海流对碎冰单元的浮力、拖曳力及附加质量的影响;利用MT Uikku号冰水池模型试验结果对数值模型进行验证,对比分析不同航速和冰况对船体区域冰压力的影响。[结果]结果显示,当船舶在航道碎冰中运动时,冰载荷主要集中在船首;船首区域的冰压力随冰厚、航速和碎冰密集度的增加而增大,其中冰厚是影响冰压力幅值最大的因素;碎冰区航行船舶的首部区域冰压力影响最大,船首过渡区冰压力影响显著。[结论]所提数值分析方法可为极地船舶安全航行和结构设计提供一定的参考。

摘要：[目的]由于船体结构的复杂性,传统优化方法容易出现陷入局部最优、求解速度偏慢的问题。[方法]基于自适应变异粒子群算法(AMPSO)、BP神经网络、遗传算法(GA),结合Isight/Nastran设计的正交试验方法,提出AMPSO-BP-GA结构优化方法,然后分别以十杆桁架和跳板结构的优化作为算例,验证所提优化算法的准确性和可行性。[结果]计算结果表明:在相同的约束条件下,经AMPSO-BP-GA方法优化后,十杆桁架结构重量为2272.1 kg,比其他方法优化后的结构重量更轻;跳板重量减少了33.3%,对比GA-BP-GA方法和PSOBP-GA方法分别减少25.4%和17.9%,显示AMPSO-BP-GA方法的优化效果更佳。[结论]AMPSO-BP-GA方法针对结构轻量化的优化效果更佳,可为船舶结构优化设计提供参考。

摘要：[目的]旨在应对超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环发电系统外界条件扰动对运行参数可能造成的影响,保证系统高效、安全稳定地运行。[方法]基于Matlab/Simulink平台搭建简单S-CO_(2)布雷顿循环发电系统动态数值仿真模型,并进行系统瞬态运行特性分析;模拟冷却器参数发生变化时热力循环系统运行参数的变化规律,分析冷源温度波动对系统各部件进出口参数和系统循环效率的影响以及调节手段。[结果]结果显示,由搭建的系统瞬态仿真模型所得结果与实验结果间的最大误差为3.658%;冷却水温度升高2 K会导致压缩机入口温度升高1.4 K,系统需300 s恢复稳定;增加PID控制系统后,压缩机入口温度变化幅值降低50%,系统稳定时间减少62%。[结论]建立的模型能够准确反映系统运行情况,由冷却水温度升高和流量增加对系统影响的对立性为基础而搭建的PID控制系统能够保证系统内CO_(2)工质始终处于临界点以上,可以保障系统安全稳定运行。

摘要：为探明宽大结构局部冰压特征,本文采用塔形框架加载装置和分布式压力传感器研究模型冰挤压失效模式下的冰压演化行为。结果表明,冰的非同时破坏进程可引起冰压显著的集中效应和随机效应,基于“事件-最大值”法提取冰压-加载面积特征点并对其进行指数分布包络拟合,统计典型超越概率下冰压-加载面积函数关系,形成对冰压分布及概率特征的数学表达。本文研究结果可为宽大结构冰压设计提供参考。

摘要：为了获取主要设计参数对混合式CRP推进器敞水性能的影响,采用RANS方法详细研究了前桨、后桨和吊舱之间的相互干扰作用,进一步详细分析了前后桨间距和转速比对其水动力性能的影响规律。结果表明,处于后方的吊舱推进器对前桨的干扰较小,而前桨尾流对吊舱推进器水动力性能产生较大的影响;混合式CRP推进器总的推力系数随间距的增大而减小,扭矩系数变化不大,敞水效率随间距的增大而减小;混合式CRP推进器总的推力系数和扭矩系数随转速比的增大而增大,但敞水效率随转速比的增大而减小;相同进速系数下,混合式CRP推进器的敞水性能与转速比呈线性关系。

摘要：为分析液舱流体晃荡对波浪中船体运动性能的影响,针对船体外流场与液舱内流场(液体非线性晃荡)分别采用时域势流理论方法计算,建立了在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的时域运动方程.其中波浪中船体水动力和时延函数采用切片法和脉冲响应函数法计算获得,舱内液体非线性晃荡采用时域边界元法计算.对S175加载方形液舱在迎浪横浪等不同工况下液舱流体晃荡及其与船体运动耦合分别进行了计算模拟与验证研究.研究表明,在不出现液面破碎等强非线性现象时,能够给出较好的液舱流体晃荡波形和压力;耦合运动模拟结果能清晰地反映液舱晃荡对船体运动的影响,并准确给出船体有无加载液舱时共振频率的偏移现象;数值与试验结果吻合良好,并具有较高的计算效率,为设计载液船舶或减摇水舱等的前期设计提供了快速有效的分析方法和技术手段.

摘要：为提高大型平底气泡船底部凹槽设计的有效性,基于RANS方程及VOF两相流模型构建了大型平板船凹槽气层数值计算模型。研究气层在凹槽中的动态发展过程,分析速度对气层波动的影响规律,并阐述三维凹槽气层的波形特性及其与二维气层波动的区别,揭示气层波动的相似律。数值结果表明:气层在凹槽中呈现波动形态,气层波长随速度的增加而增大,波长等于速度平方的0.64倍;气层在凹槽侧壁的干扰及反射下呈现相干波系,从而其波高及局部厚度也随之改变;气层波动满足傅汝德相似。

摘要：为有效解决精益生产模式下海洋工程项目中的托盘配送问题,建立以增强配送准时性和降低综合成本为优化目标的配送问题模型。在多维约束条件有效处理的基础上,设计了求解托盘配送问题模型的混合改进的非支配排序遗传算法,融入基于非支配接受规则的禁忌搜索算法,增强了局部搜索能力并维护了种群的稳定性。为了解决配送时的动态需求,采用了两阶段求解策略。通过算例的对比分析,证明了该混合算法解决托盘配送多目标问题是可行的,不仅收敛速度快而且避免了早熟收敛,搜索效率较高。

摘要：对于极地船舶而言,其设计建造必须依据先验性的冰区航行安全性能认识,而目前国际上可以借鉴的实船航行经验极度匮乏,这就必须借助有效可靠的预报方法。当前海冰力学与工程学的发展仍处于机理性探索阶段,因此,在理论方法与数值模拟上尚难以形成对冰区航行性能进行可靠预报的方法。据此,国际学术界和工程界已形成共识,冰水池模型试验是当前预报与评估船舶冰区航行性能的唯一可靠途径。文中从阻力、快速性与操纵性3个方面,对极地船舶冰区航行性能的试验预报技术发展现状进行介绍,并对其中的关键技术进行梳理,以期为业界充分了解冰水池试验测试技术提供借鉴。

摘要：本文采用基于RANS方程的数值波浪水池和数值拖曳水池技术,针对四桨两舵船模,开展了带有纵摇运动的自航CFD模拟研究。首先开展了静水中的船模阻力和自航CFD模拟,并通过与模型试验结果的比较,初步验证了本文的CFD模拟方法;随后开展了不同运动周期的耦合运动响应的船模自航CFD模拟,对该种状态下船模的阻力、运动响应和船后螺旋桨的推力、扭矩等进行了分析,获得了有关变化特性。本文的研究工作,包括对于运动中舰船的快速性研究和预报等,具有一定的指导意义和参考价值。