摘要：淹没水平板能够抵御波浪且不阻碍水体循环,海草床具有净化水质、固碳和保护岸堤的作用,因而设计了一种将海草床种植在淹没水平板上的生态型防波堤。进一步使用光滑粒子流体动力学方法建立数值波浪水槽,通过对文献中物理试验的数值重现,验证了波浪与可渗介质及与淹没水平板相互作用的可靠性,并对以可渗介质模型替代海草床的中值粒径参数进行了标定。在此基础上,研究了不同海草床茎枝密度、海草床高度、水平板淹没深度和波高下生态型防波堤的波浪透反射系数。结果表明,种植海草床可提升淹没水平板的波浪抵御能力。增大海草床的种植密度和相对高度,减小水平板的相对淹没深度,在相对波高较大的海域使用均有助于提升生态型防波堤的消浪性能。

摘要：针对立管结构中存在着复杂预应力分布的现象,提出了立管在只考虑顶端平台升沉激励引起的纯参激振动问题。基于结构预应力理论,建立了含复杂预应力的立管结构运动控制微分方程,提出了一种可适用于含复杂预应力分布的立管参激振动特性分析方法。以此为基础,应用数值计算对比了复杂预应力对立管结构的自然频率、振型等振动特性的影响。计算结果表明,复杂预应力的存在对立管结构的动力特性有着重要的影响。

摘要：针对立管结构中存在着复杂预应力分布的现象,提出了考虑复杂预应力的立管涡激振动问题.基于梁结构理论,从应力-应变方程出发,建立了含复杂预应力的立管结构运动控制微分方程.对剪切流作用下典型顶张立管的涡激振动问题进行了数值计算,对比了复杂预应力对立管结构的自然频率、振型及典型节点振动特性的影响.计算结果表明,复杂预应力的存在对立管结构的动力特性有着重要的影响,特别是结构自然频率.文中所提出的方法可为复杂载荷作用下的立管结构动力特性问题的研究提供新思路.

摘要：分析船舶结构碰撞破损、能量转换和碰撞力间的关系,提出以临界撞速为耐撞性指标的船舶结构耐撞性评价模型,建立了船舶结构耐撞性优化方程.以2艘渔船发生正碰为例,开展了船舶碰撞的数值计算.比较了撞击速度对结构碰撞特性的影响,确定了临界撞击速度,给出了以提高船舶结构临界撞速为目标的结构改进建议.数值计算结果表明,基于临界撞速的船舶结构耐撞性评价指标具有可行性.

摘要：本文研究预应力对圆薄板结构动力响应的影响,解决圆薄板结构中非均匀分布预应力的动力响应问题。根据含预应力的薄板结构应力-应变方程,建立含预应力圆薄板结构的运动控制微分方程。将焊接残余应力定义为复杂预应力,提出一种适用于复杂预应力分布的圆薄板解析求解方法。以具有周边简支边界条件薄圆板结构为例,对比焊接残余应力的不同分布形式对薄圆板结构固有频率及振型的影响。最后,利用有限元法对文中所提方法有效性进行验证。

摘要：基于金属铺层假设,以结构材料属性和材料铺层数量为设计变量,建立了基于金属-复合材料的材料选型结构-声辐射优化设计模型。以钢-纤维增强复合材料组合结构为例,开展了多设计变量、多约束条件的结构-声辐射优化研究。最后,采用遗传算法进行求解,实现了结构材料的转换。数值算例表明,通过金属-复合材料组合结构的材料选型优化,可以有效降低钢-纤维增强复合材料结构的振动和声辐射。文中的研究方法为结构材料的分布优化提供了一种可行有效的思路。

摘要：为解决传统挖沟机设计存在的尺寸过大、难于整体运输、必须拆卸分段运输和重量过大、操作过程中出现意外、易对管道造成伤害两大问题,提出了一种新型挖沟机的总体设计方案。由于没有专门的挖沟机结构设计规范,本文基于CCS潜水器规范和有限元技术,对该挖沟机的结构安全性进行了评估,并提出了结构设计加强方案。该新型挖沟机在渤海湾锦州251工程完成了海试,并于垦利海上石油管道挖沟工程完成了30 km的管道铺设。实践证明,提出的新型海底喷冲式挖沟机总体设计是成功的,对此类挖沟机的广泛应用和发展具有重要工程意义。

摘要：为实现浅海复杂环境下的多基地声纳多源目标回波分辨,本文设计了一种适用于多入多出垂直阵信道环境下的空时码探测信号,并针对倾斜垂直阵的多途子信道差异问题,提出了信号的时反相关检测技术.空时码探测信号采用伪随机信号调制,具有良好的正交性,能在抗子信道严重衰落的同时,分辨多源目标回波.垂直阵受水流冲击,呈倾斜状态时,其多途子信道不一致性会导致各子信道传递信号无法在接收端聚焦,使阵列增益受损,同时导致时延测量能力下降和信号判决错误率上升,为此本文设计了信道训练信号用以估计多途子信道环境,通过虚拟时间反转镜获得子信道不一致条件下的最佳匹配检测信号,实现对接收信号的时反相关检测.仿真结果表明,本文所设计的探测信号和检测方法,能够克服复杂的信道条件和多途子信道不一致性引起的检测问题,满足多基地声纳探测需求,实现多源目标回波分辨.

摘要：船舶型线优化是改善船舶阻力性能、提高运行经济性的关键环节。文中将型线修改、阻力CFD模拟、设计空间探索优化等流程整合在一起,创建了一个型线"自动优化"的平台。在该平台上实现了对美国海军水面作战中心(Naval Surface Warfare Center)潜艇模型DTRC Model 5470艏部型线的自动优化,得出了一个阻力性能最优的艏部型线方案。经过模型拖曳试验验证,证明了该种"自动优化"方案的可行性与有效性。

摘要：针对自治水下机器人(AUV)编队协调控制问题,研究了基于传感探测系统的主从式编队协调控制方法.该方法能够避免AUV编队之间依靠水声通信而造成的通信延迟和数据丢失的问题,提高编队控制的可靠性以及生存能力.首先根据领航者位置信息和期望的编队队形得到跟随者的参考路径,跟随者可以实时测得领航者的距离和航向信息并与参考路径相对比.其次为了使跟随者轨迹在短时间内收敛于参考路径从而得到期望的队形,利用Lyapunov函数设计了反演控制器.最后对设计进行了编队控制的仿真.结果表明,AUV编队队形保持良好,所采用的方法具有很好的可行性.