摘要：护舷在船舶碰撞中起到重要的保护作用,但目前对船用护舷的碰撞仿真方法及复合材料护舷的防护机理等相关研究较少.首先,提出一种新型复合材料护舷设计方案,基于材料力学性能测试数据,选择低密度泡沫和超弹性材料本构模型分别模拟护舷内层泡沫与外层聚氨酯.随后针对船体-护舷-码头的靠泊问题,建立多体几何模型,形成碰撞仿真方法,从能量转换的角度对护舷防护性能进行分析,证明了复合材料较橡胶护舷对船体结构的保护作用更优.最后,分别改变复合材料内层泡沫刚度、船体刚度、外层聚氨酯厚度及拉伸刚度,对复合材料防护机理进行分析.结果表明:护舷较船体结构的相对刚度是影响其防护性能的主要因素,复合材料护舷的内层泡沫为主要吸能结构,通过压缩变形吸收船体动能以降低结构响应,而外层聚氨酯主要起保护芯体的作用.

摘要：本文首次提出一个新颖的转换线性模拟法用于预报发生在双峰交叉海况下的波峰幅值分布和畸形波。为执行所提出的转换线性模拟法,建立了一个表达为单调指数函数的转化模型,以便原始真实过程的前三阶矩与转化后模型对应的各阶矩相一致。应用所提出的新颖模拟法预报了发生在两个双峰交叉海况下的畸形波,一个带基于由良港海岸测得的表面高程数据的方向谱,另一个带典型的双峰Ochi-Hubble方向波浪谱。结果显示:在这两种情况下所提出的新颖的转换线性模拟法比传统的线性模拟法或用其它理论(或经验)模型能提供更精确的预报结果;所提出的新颖的转换线性模拟法比非线性模拟法效率更高。

摘要：论文采用基于重叠网格的CFD方法模拟气垫船航行中的气垫兴波、泄流和垫升运动。在气垫区域控制方程中添加质量源项模拟升力风机对流场的影响,并对气垫船模型进行了合理简化。通过陆地和水面静垫升高度的计算结果与理论公式结果的比较验证了论文方法的合理性。对气垫船登滩过程垫升运动的研究表明,在水深小于一定限值后垫升高度随水深减小而增大。对气垫兴波的研究表明,垫升运动使兴波阻力的计算结果增大,并且更接近模型试验的测量结果。

摘要：频域自由面格林函数法在船体水动力的求解中具有重要应用价值,求解的关键在于自由面格林函数本身及其偏导数的计算。论文分析了自由面格林函数与其偏导数之间的关系,提出了基于机器学习的格林函数及其偏导数的递推预报方法,称为脉动源递推预报方法。研究了在不同参数设置下用该方法预报格林函数的精度和效率,并将其应用于S175船的水动力计算。计算得到的自由面格林函数的精度在10^(-3)~10^(-6);计算效率优于数值方法,与解析方法相当;水动力计算结果准确,计算方法具有实用价值。

摘要：本文提出一种夹芯防火围壁形貌与螺栓布局协同优化设计方法,分别建立考虑重量目标、刚度约束、强度约束和屈曲约束的夹芯防火围壁形貌优化设计的数学列式和连接螺栓的拓扑优化设计的数学列式;以某邮轮上层建筑防火围壁设计为例,说明基于该方法的设计过程,包括起筋形貌优化中设计区域的选择、设计变量的确定、最终起筋参数的精细化设计以及基于最优夹芯防火围壁连接螺栓设计域的划分、可行性螺栓拓扑布局的提取和连接螺栓最终布局的方案设计等;最后通过全船相关载荷工况验证不同螺栓布局设计方案连接的夹芯防火围壁的力学性能,通过承载耐火试验验证指定夹芯防火围壁形貌和连接螺栓的可行性和有效性。研究表明:利用本方法优化设计的夹芯防火围壁不仅在全船相关载况下具有良好的承载性能,而且其形貌和连接螺栓在耐火试验过程中均保持了它的承载能力。该方法可为邮轮围壁优化设计提供一定参考。

摘要：大型船用设备长时间工作会出现过热现象,需要建立冷却系统,保证设备在安全温度范围内工作.为满足某大型船用设备冷却要求,基于FloMaster仿真平台,构建海水冷却系统仿真模型,开展动态工况的仿真研究.根据换热器前后冷却液(乙二醇溶液)的温度,改变泵的转速或阀门开度,实现海水流量的自动控制.提出3种有效控制方案,利用FloMaster-Simulink联合仿真方法,计算得到变工况下系统的响应特性和运行特点.结果表明:开环和闭环共同作用,同时控制泵的转速时,冷却系统控制效果最优,能耗较小,为实际冷却系统工程问题提供了参考.

摘要：快速高效的船舶水动力计算方法可显著缩短船型优化设计周期,但船舶剖面形状复杂,采用刘易斯剖面法和田才图谱法等均难以实现剖面准确定义,制约了水动力系数预报精度。该文结合先验知识与自动编码器模型提出了一种新的船体剖面参数化方法,在此基础上通过神经网络以数据驱动方式建立了剖面参数化特征和频率与二维无限水深水动力系数之间的映射关系,实现了附加质量和阻尼系数的准确高效预报。经仿真验证,提出的神经网络模型预测结果与切片理论计算结果吻合良好,预测精度较高,有助于船舶设计与优化工作。

摘要：随着航行在海上船舶数量的增加,船舶碰撞事故发生的概率也逐渐增加。球鼻船艏是船舶常见的设计形式,目前,对于船舶正撞场景的研究明显多于船舶斜撞场景,然而统计数据表明,船舶斜撞事故发生的概率要高于船舶正撞事故。因此,针对球鼻船艏斜撞船舶舷侧结构开展了研究。研究中建立了符合球鼻船艏斜撞场景特征的舷侧外板拉伸变形模型、桁材变形模型以及横向肋板变形模型,运用塑性力学理论推导得到了这三种构件在斜撞过程中的变形阻力解析计算公式。此外,利用有限元软件LS_DYNA进行数值模拟,验证了解析计算结果的准确性。该研究成果对于船舶舷侧结构耐撞性的评估具有较好的工程应用价值。

摘要：含有半开放水舱的船舶在实际波浪中航行时,由于船体运动和舱壁反射等而导致舱内波浪环境条件十分复杂,增加了小型船舶进该水舱内作业安全的不确定性。基于自研求解器naoe-FOAM-SJTU,并利用重叠网格技术对不规则波中含半开放水舱的船舶进行运动模拟。以船舶零航速迎浪时的模拟为基础分析半开放水舱内的波浪演化特性,研究不同航速和浪向对半开放水舱内波浪环境的影响。结果表明,在半开放水舱内波浪从舱尾到舱首呈现逐渐减小的趋势,航速增加后舱内波高明显降低,这在舱首尤为明显;随着浪向角的减小,舱内波高明显增加。已完成的计算工况表明,增加航速或浪向角可减小半开放水舱内波浪,从而降低小船驶入水舱内作业的风险,这项研究结果可为制定实际船舶的作业方案提供参考。

摘要：为提高喷水推进滑行艇的阻力性能,基于求解RANS方程,采用重叠网格技术,对喷水推进滑行艇的三维黏性流场进行数值模拟,并在滑行艇尾部安装一种可变高度的截流板,对该滑行艇进行了阻力优化数值研究。在半滑行状态和滑行状态的5种航速下,研究了截流板的高度变化对滑行艇阻力性能的影响,得到了不同航速下截流板减阻的最佳高度。结果表明:截流板能显著改善半滑行和滑行状态下滑行艇的阻力,最大减阻达33.6%;随着截流板高度的增加,滑行艇的阻力先减小后增加,在不同航速下截流板存在最佳高度;随着航速的增加,截流板的最佳高度不断减小。