摘要：CFD方法的快速发展为螺旋桨水动力图谱构建提供了新的手段。针对大侧斜螺旋桨设计的强烈需求,以INSEAN E1619为母型桨拓展形成大侧斜螺旋桨系列方案,利用CFD方法开展大侧斜桨敞水虚拟试验,然后通过多元回归分析实现敞水结果的数字化表达,并对表达结果进行校验,在此基础上完成大侧斜螺旋桨水动力数值图谱设计程序开发和实例应用分析。经校验证明,回归多项式计算精度可满足数值图谱的开发要求。实例应用分析结果表明:相比B-系列螺旋桨图谱,在直径不受限制的条件下,本数值图谱设计方案效率与之相当,最佳直径偏小6%左右;在直径受限的条件下,本数值图谱设计方案效率偏高,文中实例给定直径下偏高约7%。该数值图谱可为低噪声大侧斜螺旋桨初步设计阶段的推进性能评估和推进系统参数选型提供新的手段和工具。

摘要：超大型浮体结构在复杂海洋环境下承受多轴载荷共同作用,使得刚度较弱的撑杆结构极易发生破坏,从而影响整个浮体的安全和可靠性。为掌握撑杆两端浮体上下运动导致撑杆承受弯剪联合载荷作用下的结构极限承载能力,本文基于模型设计混合相似理论,进行弯剪载荷作用下撑杆结构极限强度试验模型设计,并开展模型试验研究。通过数值仿真方法与试验结果的对比分析,验证数值仿真方法的正确性,并给出弯剪作用下实际撑杆结构极限承载能力,为撑杆结构设计及超大型浮体安全性评估提供支撑。

摘要：针对无人艇在真实水面环境下的航向跟踪控制问题,提出一种基于多策略融合改进免疫遗传算法(MSFI⁃GA)的无人艇航向自适应控制方法。首先,建立无人艇的二阶非线性运动模型和环境风浪流干扰模型。其次,提出一种基于多策略融合改进的免疫遗传算法,通过引入混沌初始化、向量角相似度及自适应差分接种等策略,改善基本算法收敛缓慢、易陷入局部最优的缺点;在此基础上,设计基于MSFIGA的无人艇航向自适应控制器及性能评价函数,以实现对无人艇控制参数的自适应优化。最后,通过对比仿真试验和在线仿真试验验证该方法的优越性和实用性。

摘要：TA31钛合金由于其塑韧性高、可焊性好等优点,已成为深海装备的优先选用材料之一。本文以TA31钛合金为研究对象,首先开展典型钛合金试件的断裂性能试验,分析应力三轴度等参量对TA31钛合金断裂性能的影响规律,借助扫描电镜对试件的断后形态进行断口分析,阐明TA31钛合金在复杂应力状态下的断裂失效机理。然后,在Johnson-Cook模型中引入平均应力三轴度参数的影响,形成计及应力状态参量影响的本构关系模型,通过试件试验数据进行模型参数校准,建立适用于复杂应力状态下的TA31钛合金塑性硬化模型,并将该模型扩展应用于深潜器耐压球壳结构极限承载能力的评估中。本研究可为深海装备钛合金结构设计与评估提供研究基础。

摘要：在国内外典型深海载人潜水器载体框架结构设计应用研究的基础上,结合大坝深水检测作业的工程应用需求,从设计原则、选材分析、设计载荷、安全系数和设计方案等方面,通过对比分析浅深度与深海载人潜水器载体框架的异同点,结合设计难点总结了大坝深水检测作业载人潜水器载体框架的设计思路与方法,并对两种载体框架设计方案的强度校核结果进行了比较分析,对载体框架进行设计优化。结论可为同类型、浅深度的水下检测作业装备载体框架设计提供参考。

摘要：半浸桨工作时桨叶交替出入水,承受非定常动态载荷,对半浸桨及其驱动装置的结构强度产生较大影响。论文针对某六叶半浸桨模型,采用数值预报和试验测试方法,获得桨叶的六分力动态载荷,各分力的时均值和峰-峰值的对比分析表明:数值预报与试验结果的误差在10%以内。桨叶在半浸状态运转时的横向力和垂向力与轴向推力的比值以及横向弯矩和垂向弯矩与轴向转矩的比值均高于常规螺旋桨。在半浸桨的强度、疲劳评估以及驱动装置的结构设计和实船应用时需考虑动态载荷的影响。

摘要：非回转体艇型平台越来越成为未来水下平台技术发展的一个重要方向,艇型参数化构型与自动建模计算是船型优化设计过程中的关键环节。针对非回转体艇型复杂三维曲面构型与自动建模计算问题,本文分析非回转体艇型参数化构型与自动水动力计算流程与思路,基于不同剖面的船型特征参数,建立非回转体艇型数学方程参数化表达方法,完成计算水域建模、网格划分与计算参数等统一参数化设定,开发核心算法与高效自动建模计算程序,搭建艇型快速生成与自动建模计算的程序软件平台,并验证理论与算法程序的正确性。本文理论方法可用于非回转体艇型快速构型设计与性能优化。

摘要：深海载人潜水器是深海研究的重要装备,可搭载科学家和工程技术人员到达海底执行科学考察和工程活动,其安全性至关重要。对国内外深海载人潜水器安全性的研究进展进行分析,从多维度开展安全性研究,对进一步提高人员和设备的安全性具有重要意义。论文对结构安全性、信息监测安全性和救援安全性这3个方面的研究进展进行综述,重点介绍我国深海载人潜水器安全性的研究与应用,对深海载人潜水器的安全设计具有较好的参考价值。

摘要：当波浪从深水区传播到岛礁的浅水区域时,由于珊瑚礁复杂的地形地貌,其波浪谱特征与深海中的波浪谱特征会有较大差异。根据南海西沙环礁泻湖内原位测点的波浪谱实测数据,双峰谱发生概率较大。本文首先分析了夏季台风浪和冬季东北季风浪两种典型海况下平衡范围内双峰谱的斜率,发现其斜率值与深海区有较大差异,进而得到低频峰值频率和高频峰值频率的特征值分布范围。然后基于以上分析,采用基于Ochi-Hubble谱型重构泻湖内的双峰波浪谱,得到混合波浪中风浪分量和涌浪分量的参数表达式,较好地描述了岛礁海域双峰波浪谱的特征。本文的研究成果可为近岛礁工程和海洋工程的结构物设计制造提供参考。

摘要：建立复杂扁平非回转艇型的参数优化设计方法和掌握其水动力性能规律是该类艇型优化设计首要解决的技术难题。本文基于建立的扁平非回转艇型数学表达方法,提出扁平非回转艇型阻力性能评价表征方法,建立扁平非回转艇型参数优化数学模型,形成艇型阻力性能优化方法,并开发相应的计算程序;针对不同扁平度艇型开展阻力性能计算,对比分析不同扁平度艇型流场压力分布与阻力;对扁平非回转艇型参数进行优化计算,得到艇型阻力特征规律与阻力优化结果,通过与试验结果对比验证扁平非回转艇型参数优化建模方法的有效性。建立的艇型参数优化建模方法与获得的阻力特性规律可用于指导非回转艇型优化设计。