摘要：[目的]为全面评价氢电混合动力船舶的碳减排能力,提出全生命周期碳排放评价方法。[方法]首先,基于Matlab/Simulink平台建立动力系统能量流模型;然后,计算实船营运工况下的耗氢量和耗电量,进而得出全生命周期碳排放量;最后,针对不同电能来源和氢气来源,对碳排放进行敏感性分析。[结果]某内河渡轮的计算结果表明,相较于传统柴油动力系统,氢电混合动力系统在一个营运周期内可以减少30.24%的碳排放。敏感性分析结果表明,氢电混合动力系统的全生命周期碳排放并非必然优于传统柴油动力系统,故建议采用可再生能源进行制氢和发电,以大幅降低碳排放量(最多可减少94.2%)。[结论]研究成果可为绿色船舶的动力系统设计提供参考。

摘要：为了降低舰船在航行时的噪声,对船用立式离心泵内部流动噪声的特性进行研究。基于计算流体动力学(CFD)数值仿真方法计算某型立式离心泵的非定常流场,分析其在不同位置处的脉动压力特性,并通过试验验证流场计算结果的准确性。提取在3种工况下通过非定常流场计算得到的叶片旋转偶极子和蜗壳固定偶极子声源信息,在LMS Virtual lab中进行内部流动噪声计算,并分析其流动噪声特性。研究结果表明:叶轮出口不均匀的射流-尾迹结构和叶轮与隔舌的动静干涉作用是立式离心泵叶轮部位和蜗壳部位产生脉动压力的主要诱因;内场噪声与脉动压力直接相关,噪声频率特性与脉动压力频率特性一致,主要峰值频率集中在叶频和倍频处;固定偶极子声源和旋转偶极子声源均对立式离心泵内场流动噪声有很大贡献,与旋转偶极子声源相比,固定偶极子声源对进出口噪声的影响更大。研究成果可供船用立式离心泵减振降噪和低噪声设计参考。

摘要：复合材料船体结构的构件主要通过典型节点连接。论文采用有限元软件ABAQUS建立了船用复合材料T型连接结构压缩冲击损伤特性数值仿真模型,利用落锤冲击试验机开展了动态压缩冲击损伤特性试验验证,研究了冲击速度与边角材宽度对连接结构冲击损伤特性的影响。结果表明,随着冲击速度的增加,复合材料T型连接结构,将会发生下列损伤模式:(1)动力屈曲失稳、连接结构分层耦合损伤,(2)动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效耦合损伤,(3)动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效及结构断裂耦合损伤等。边角材宽度对连接结构分层损伤范围有较大的影响,宽度越大,分层损伤的范围越小。

摘要：结构疲劳破坏是造成船舶与海洋结构物的主要破坏模式之一,对于双层底船体某些结构形式,其疲劳强度问题尤为突出。选取某大型散货船为研究对象,依据整船有限计算结果以及大量文献调查,确定疲劳损伤部位,对船体双层底过渡区典型节点及优化后节点分别设计和开展缩比模型试验,综合试验与有限元计算结果验证了疲劳试验以及优化方式的可靠性,并采用D曲线与CCS《船体结构疲劳强度指南》对节点模型进行疲劳强度评估,结合疲劳试验结果进一步说明,该优化方案对双层底船体类似节点的结构设计具有一定借鉴意义。

摘要：基于多域拼接网格技术,采用RANS方法并结合滑移网格技术,建立艇桨自航数值计算方法.以标准SUBOFF全附体模型和INSEAN E1619螺旋桨为研究对象,采用多域拼接网格技术分别生成多套艇体阻力以及螺旋桨敞水性能计算网格,开展了网格收敛性与有效性分析.通过将不同密度的艇体阻力计算外域网格与螺旋桨敞水性能计算旋转内域网格进行拼接组成三套艇桨自航数值计算网格,完成了艇桨自航数值计算的网格收敛性分析.采用所建立数值方法计算了艇桨模型在不同航速下的自航因子,并与文献结果进行了比较.结果表明:伴流分数与相对旋转效率的计算误差在4%以内,推力减额的计算误差在8%以内.该方法克服了艇桨自航数值计算时需要完全重新划分网格的弊端,保证了艇桨自航数值计算与艇体阻力、螺旋桨敞水性能数值计算网格的一致性.

摘要：纵倾节能是一种高效易行的船舶节能手段,针对纵倾节能应用,采用基于RANS求解的数值模拟方法,对不同缩尺比与纵倾角度工况下的双尾鳍内河船型绕流场进行了数值模拟。本文分析纵倾角度对阻力及其成分的影响规律;分析阻力随纵倾角度变化规律的原因并对纵倾节能相关的尺度效应进行探讨。结果表明,双尾鳍船舶以设计航速航行时,纵倾角度为首倾1.5°左右时阻力最小,且纵倾节能存在明显的尺度效应。

摘要：[目的]针对敌方船舶采用合围战术,研究我方无人艇(USV)被敌方船舶包围情况下的逃跑策略规划问题。[方法]提出一种混合采样深度Q网络(HS-DQN)强化学习算法,逐步增加重要样本的回放频率,并保留一定的探索性,防止算法陷入局部最优。设计状态空间、动作空间和奖励函数,通过训练获得最优的USV逃跑策略,并从奖励值和逃脱成功率方面与DQN算法进行对比。[结果]仿真结果表明,使用HSDQN算法进行训练,逃脱成功率提高2%,算法的收敛速度提高了20%。[结论]HS-DQN算法可以减少USV无效探索的次数,并加快算法的收敛速度,仿真实验验证了USV逃跑策略的有效性。

摘要：[目的]旨在分析阻流板对规则波中船舶阻力及运动特性的影响。[方法]以一条半排水型方尾船为研究对象,基于RANS方法并结合重叠网格技术进行阻流板安装前后船舶在规则波中的阻力与运动特性数值仿真,总结船舶阻力、姿态与运动响应随波长与航速的变化规律。[结果]结果表明:阻流板在规则波中的减阻率比静水减阻率大1.03%~2.43%;阻流板对垂荡和纵摇传递函数的影响随着波长的增大而变大,λ=2L_(PP)工况下的垂荡传递函数T_(F3)和纵摇传递函数T_(F5)平均降低了3.5%和1.4%;当船舶出现甲板上浪时,阻流板可使T_(F3)和T_(F5)的降低率分别达到9%和3%。[结论]研究方法与研究成果可为船舶节能装置设计与性能预报提供技术参考。

摘要：针对浮力调节机构约束下无人水下航行器(unmanned underwater vehicle, UUV)的变深控制问题,提出一种基于正交神经网络饱和补偿器的自适应动态面控制方法。首先,建立考虑执行机构动态特性的UUV数学模型。在此基础上,采用反步法和非线性跟踪微分器设计动态面控制器,同时引入线性扩张状态观测器(linear extended state observer, LESO)在线估计浮力变化与模型不确定性引起的干扰,继而在控制器中进行补偿。然后,基于正交神经网络设计饱和补偿器,并证明闭环系统所有误差一致最终有界。仿真结果表明,与现有的动态面控制方法相比,所提方法在浮力调节机构约束下,具有较好的动态性能与稳态精度。

摘要：针对装货、卸货、压载水等导致的船舶浮态变化对其操纵性影响的问题,以超大型原油轮KVLCC2为对象,首先采用基于开源CFD软件Open FOAM二次开发的RANS求解器,计算KVLCC2在6个浮态(考虑2个吃水和3个纵倾角)下的斜航与圆周耦合运动水动力,分析浮态对操纵水动力的影响,然后运用回归水动力得到的水动力导数,采用MMG模型仿真各浮态的KVLCC2回转运动和Z形运动,分析浮态对纵距、横距和超越角等特征参数的影响。将部分水动力计算结果和回转、Z形运动仿真结果与试验数据进行比较,吻合良好,验证了研究方法的正确性。