摘要：气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。

摘要：结构的轻量化设计直接关系到水下潜器总体性能的优劣,是深海水下潜器结构设计的重要目标。以全海深无人潜水器本体浮力构件的安装防护结构为研究对象,选取典型浮力构件,采用3种设计方案,使用ANSYS Workbench软件在假设的碰撞载荷和浮力载荷作用下对设计的安装防护结构的应力和变形进行计算分析和比较。结果表明,基于Inspire软件拓扑优化方法的结构设计,显著提高了设计效率,满足强度和功能设计需求,能充分发挥材料性能,实现了轻量化的设计目标,并通过了水池测试和海试应用验证。

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。

摘要：[目的]针对数值模拟中波浪随传播时间和距离发生波幅衰减及相位偏移的问题,提出一套可用于多周期稳定造波的参数设计方法。[方法]基于Navier-Stokes方程和流体体积(VOF)方法进行五阶Stokes波数值模拟,通过对一维波动方程的离散形式进行分析,研究几个重要参数对造波效果的影响。最后,应用所提参数设计方法对KCS船型在迎浪中的阻力和运动响应进行三维数值计算,并与模型实验结果进行比较。[结果]结果表明,将内迭代次数、网格分辨率、库朗数等参数按照一定规则设置,20个波周期内的波幅误差约5%,40个波周期的约10%。对KCS船型进行的三维数值计算结果与模型实验结果相比误差约10%。[结论]经此研究,验证了所提方法的可行性。

摘要：为了准确预报滑行艇的阻力性能,应用计算流体力学(CFD)方法,使用STAR-CCM+软件,并结合重叠网格技术和Savitsky方法,对滑行艇的三维黏性流场进行数值模拟和计算的不确定度分析。研究结果表明,滑行艇阻力、升沉及纵倾角等计算结果与试验数据吻合良好,滑行艇的艇底喷溅现象及水-气分布模拟正常,表明论文建议的方法可快速和准确地预报滑行艇的阻力性能。

摘要：本文应用一种基于控制点阵的曲面形状控制算法改变球鼻艏的几何变形,通过增加点阵的数量,以改善球鼻艏与船体过渡的几何光顺性,运用多岛遗传算法数值设计兴波阻力最小的球鼻艏形状。针对KCS船舶,对3个不同点阵数量开展了球鼻艏形状优化设计,结果表明,增加点阵数量能有效地提高球鼻艏与船体过渡的几何光顺性,同时也保证了减阻效果,最优方案兴波阻力的相对值减少了11.8%,而且球鼻艏的体积和湿表面积都有明显的下降。

摘要：为提高喷水推进三体船的自航性能,该文采用基于仿真设计(SBD)方法,结合船体几何重构、CFD水动力预报、试验设计方法、近似模型和粒子群算法等技术搭建了多目标优化框架,对喷水推进三体船进行了“船体+喷泵”自航性能数值优化研究。优化结果表明:在设计速度下,三体船阻力降低3.9%,推进效率提高4.4%;流道进口前型线变平和减小喷水推进器布置距离,有利于喷水推进器推进性能的提高;尾封板向上提升,可使船体阻力下降的同时,增加推进器的推力。该文可以更好地理解船体型线及喷水推进器布置对喷水推进船阻力和推进性能的影响,具有一定的学术科研价值和工程实用价值。

摘要：针对深水海洋结构物吊装问题,基于波浪补偿原理,分析吊钩式装置的参数设置原理及其应用。提出一种刚度-阻尼等效计算方法,并建立吊钩式补偿装置的仿真模型,设计弹簧力-位移和阻尼力-速度曲线,并采用Orca Flex软件进行联合仿真,考虑浪流作用和船体运动状态下吊装作业的升沉补偿效果,对不同参数设置下吊物经过飞溅区的过程进行计算分析。结果表明:采用联合仿真方法评估深水吊装作业能取得较好的效果。采用该方法对在1000 m水深区域吊装400 t重物的作业进行计算分析,实现对缆线非线性弹性作用下船舶、缆线、补偿器和吊物系统的耦合运动分析,评估补偿器的作用效果。结果显示,依靠吊钩式补偿器,吊物升沉幅值降低了约79.69%。

摘要：船舶在随浪中航行时,受到波浪影响,会产生间歇性的异常高速现象,即“high runs”,它反映了一种船速相对于波形高速前冲的危险状态,本文采用“波浪中增速骑浪”指代这一现象。基于统一理论,采用耐波性和操纵性耦合的六自由度弱非线性模型进行求解,对其展开数值计算和统计分析。通过探讨,论证标称航速作为波浪中增速骑浪现象发生判定依据下限的合理性和必要性,对不同波浪谱下high runs和横甩2个维度船舶的运动特征进行统计分析,初步得出了波浪谱越窄船舶增速骑浪和横甩的发生概率越大的结论,并初步探讨了high runs作为横甩前兆的统计学意义。

摘要：引入周期结构声学超材料,设计了一种负泊松比声学超材料基座实现低频段减振目标。首先,在保证一定的减振性能条件下,优化设计负泊松比蜂窝基座结构并试验验证该基座的减振效果;然后,在蜂窝单胞中填充声子晶体周期结构构造声学超材料新型基座,并采用优化设计方法最大化该基座低频段减振性能;最后,对优化设计的新型基座进行动力学频响计算,分析了其减振带隙特性;计算了静载条件下新型基座的承载能力。优化结果表明,负泊松比声学超材料基座具有较好的低频减振性能和承载能力。