摘要：利用风能的翼型风帆助推技术是运输船舶满足EEDI高阶段指标的重要技术措施之一。以一左右舷横向对称布置两对翼型风帆的油船为研究对象,选取典型相对风向角,分别采用烟流流动显示试验和风洞测力试验的方法,从定性和定量两个方面分析双帆横向间距变化及不同操帆控制策略对风帆组气动特性的影响;在此基础上,通过求解计及横倾的四自由度MMG非线性运动方程组,评估压载吃水下双帆横向间距及其操纵控制策略对风帆组节能的影响。研究表明:横风作用下,沿船宽横向布置的两帆间存在着相互干扰,通过合理的操纵控制,可提高风帆组的推进性能;两帆横向间距越小,帆-帆干扰效应越明显,为最大限度地发掘风帆组的整体助推潜力,需要差动操帆的角度也越大;相较同步操帆最优状态的推力增量,同时差动操纵背风侧两帆,风帆组推力增量可再提高约7.7%,压载吃水下风帆组的综合节能收益可达22.7%。

摘要：考虑海上随机时变环境干扰,针对基于有向、时不变通信网络相联的多动力定位船设计编队控制器。本文提出一种非线性干扰观测器的设计方法来估计不确定环境干扰,证明所设计观测器的干扰估计误差能在有限时间内收敛。根据船舶编队的通信拓扑,运用反步法设计分布式控制器来补偿环境干扰、实现编队精确控制;在设计中引入响应速度函数,以保证动力定位船在预设时间内的跟踪性能;并根据李雅普诺夫理论证明完整闭环动态系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的船舶编队控制器响应指令快速准确,且有良好的鲁棒性。

摘要：捷联惯导系统的现场标定使用系统级标定方法,由于可观测度较小的状态量不能用卡尔曼滤波辨识估计误差参数,因此提出一种基于状态量正交基的可观测度计算方法,并根据此方法设计出一种提高全状态量可观测度的转位方案。在转动过程中测量每个时刻静基座惯性导航的速度误差,使用卡尔曼滤波器辨识出全状态量误差参数。经实验验证,对比未设置转位方案的现场标定结果,所提现场标定方法不仅能提高全状态量可观测度,而且对系统级标定的结果也有提高,具有较好的工程实用性。

摘要：[目的]旨在研究空化模型对实尺度螺旋桨空化模拟结果的影响。[方法]运用伯努利方程预测螺旋桨空化发生时的转速,通过实船试验观察螺旋桨空化状况;采用CFD数值仿真螺旋桨空化状态,确定仿真中边界层网格厚度并在建立水动力模型后生成网格;模拟时的湍流模型分别选择标准k-ε模型,空化模型分别选择Schnerr–Sauer(S–S)和Zwart–Gerber–Belamri(ZGB)模型;追踪记录螺旋桨表面最大气体体积分数并观察其气体分布情况,将数值仿真结果与试验结果对比,比较两种空化模型的模拟精度。[结果]结果表明,相较于标准贴合。对螺旋桨表面最大气体体积分数进行监测,发现湍流模型的选择对空化剧烈程度的影响不大,而使用S–S模型的结果明显高于ZGB模型。[结论]研究表明,湍流模型对空化区域面积有较大影响,空化模型对空化的剧烈程度有较大影响,对螺旋桨空化仿真而言,Realizable k-ε湍流模型的模拟精度高于标准k-ε模型。

摘要：为解决电池动力在内河船舶推广应用过程中,锂电池易引发火灾、爆炸等安全问题,以一艘已建造的内河电池动力游览船为研究对象,从电池安全分级、火灾防治、抑制、监测预警、灭火,以及脱险通道等方面开展消防系统设计,实现电池火灾的快速监测、探知、抑制和扑灭。

摘要：采用数值计算方法研究了模化设计对压气机气动噪声的影响,三维流场计算结果表明模化设计压气机与原始机型满足相似准则,整级性能参数误差在2%以内;流场结构的分析进一步证实了模化机型与原始机型流场相似。基于非定常雷诺平均方法和声学边界元方法的混合气动声学方法对模化前后的压气机气动噪声进行了数值预测,结果表明:压气机气动噪声主要由离散单音噪声和宽频噪声组成,且离散单音噪声占主导。模化机型总声压级随着模化比减小逐渐减小,相比于原始机型,模化机型离散单音噪声峰值仅略有降低,而宽频噪声大幅提高。压气机气动噪声在进气管口有明显指向性,模化机型声压幅值和指向性较原始机型降低,且变化趋势与模化比成正比。

摘要：论文重点探讨了气垫船在低速模式下的破冰机理与受力形式。采用理想化破冰假设,考虑气垫围裙的弹性形变,基于简化的环向裂纹法求解气垫船在全冰面上低速破冰过程中所受的冰力。基于公开发表的气垫船模型试验数据开展仿真分析,计算不同船首形状下的冰阻力,以此解释破冰气垫船船首形状多为扁平的原因。研究表明,在考虑气垫船弹性形变的情况下,载荷时历曲线呈现较强的震荡,表现出很强的非线性;在其他条件不变的情况下,船首形状越接近扁平,所受冰阻力越小。冰载荷分析对于设计气垫破冰船具有一定的应用价值。

摘要：为保证船舶在冰区安全航行和船上机械设备安全,需要考虑冰激载荷特性引起的船舶运动响应问题。论文以一艘极地运输船作为研究对象,采用基于半经验公式的数值方法模拟连续破冰情况下船舶所承受的冰载荷,求解冰区船舶在平整冰区域直航过程中由冰载荷冲击引起的运动响应,计算分析横荡、纵荡和垂荡3自由度冲击加速度,同时基于中国船级社规范,选取PC3冰级,计算规范要求的冲击加速度,将两者计算结果进行对比,揭示了在不同冰厚、弯曲强度和船-冰摩擦系数下加速度的变化趋势。此数值模拟方法对冰区船舶设计与冰区航行具有一定的指导意义。

摘要：针对抓斗疏浚船核心装备抓斗机进行工况分析,从提高生产效率以及节能的角度对起升和开闭斗液压系统进行优化。优化方案采用二次控制液压系统,改进传统的方案将势能和动能转换为热能,再通过将冷却系统消耗改为吸收势能和动能储备进行再次利用来实现减小装机功率、节能减排的效果。研究结果可对我国疏浚行业装备的设计和标准制定提供参考,推动行业技术进步。

摘要：通过大数据和人工智能技术建立分析模型,对升耙吸式挖泥船的运行数据进行分析,帮助操作员提升耙吸式挖泥船的作业能效。首先分析了耙吸式挖泥船能效分析系统的组成、疏浚作业装备数据的特征、能效分析系统数据库的功能;然后进行了系统数据库设计,给出了数据库模型的E-R图;最后描述了能效分析系统的分析功能。与实际作业情况进行对比发现,该分析模型平均可提升能效13%,对于其他类型挖泥船的能效分析具有参考意义。