摘要：大型空泡水洞试验设施是目前中国规模最大的水洞系统,为评估其整体结构强度和抗震设计安全性,对空泡水洞结构进行三维有限元数值分析,考虑正常工作工况和地震载荷作用极限工况下的结构刚强度,基于振型分解反应谱法计算了地震惯性加速度载荷,并对结构地震位移响应进行校核。结果表明:空泡水洞的结构变形在正常工作工况主要表现为水洞内壁的膨胀变形,在极限工况下主要表现为由地震载荷引起的水洞顶部水平位移;空泡水洞高应力区域主要位于结构角隅处的筒壁和加强筋。这对中国自主研发大型空泡水洞具有重要的借鉴意义。

摘要：准确预报船舶自航性能对船舶设计和优化有重要意义。论文应用计算流体力学(CFD)方法,并用体积力替代真实螺旋桨,对一艘散货船进行了实尺度自航数值模拟。基于螺旋桨收到功率引入PID控制,自动调整螺旋桨转速,以达到自航点。此外,采用3种不同的网格测试网格的不确定度。数值模拟结果与试验数据吻合良好,验证了该方法的有效性。

摘要：为落实国家的数字交通十四五发展规划,船舶行业的数字化转型迫在眉睫。由于集装箱船钢制结构的特性,常规物联网(The Internet of Thing,IoT)无线通信技术难以保证通信网络的稳定性和可靠性,并且在规模、网络吞吐量等方面存在限制,选取抗干扰性强、可扩展性好和功耗低覆盖广的LoRa技术作为集装箱船无线网络的通信技术,并对LoRaWAN中的自适应数据速率(Adaptive Data Rate,ADR)算法的问题进行深入分析,解决无线网络因大规模节点部署而造成的数据碰撞、功耗高问题;使用NS-3仿真工具并调用LoRaWAN模块,实现基于ADR算法的LoRa无线网络仿真模拟;参照21000 TEU集装箱船的技术资料得到船舶场景下的网络配置参数,对LoRaWAN仿真模型进行有效修正。通过仿真测试计算,得到在3000个冷箱情况下LoRaWAN网络的数据包投递率(Packet Delivery Ratio,R_(PD))为0.85,其平均功耗为350 mJ。相比于其他控制策略,使用ADR算法的控制策略的网络性能有显著提升,证明该算法在集装箱船场景下的可靠性和稳定性,为集装箱船场景的LoRa无线网络控制策略的选择和优化提供指导。

摘要：岛礁附近或者近岸海域,在大多数情况下不再满足平坦海底假设,高低不平的海底对浮体的波浪载荷干扰不可忽略。斜坡式地形是对海底轮廓的一种合理假设,但现有文献中主要考虑斜上坡式地形,尚未见到关于斜下坡地形对浮体波浪载荷影响的研究。鉴于上述原因,本文采用台阶近似法(step approximation method,SAM)和二维Rankine源方法(2D Rankine source method,RSM2D)建立斜坡海底条件下浮体二维水动力数值模型(SAM-RSM2D),开发对应的软件程序,其中台阶近似法能够求解斜底上的入射波浪速度势,二维Rankine源方法可以考虑绕射问题中波浪-浮体-海底的交互作用。通过对比斜上坡、斜下坡和平底地形条件下的浮体波浪激励力和激励力矩发现,斜上坡和斜下坡对浮体波浪载荷的作用规律差异显著。

摘要：以两万吨级江海直达散货船为研究对象,以提高能效为目标,结合船舶CFD数值分析和模型试验手段,对船舶的艏型与尾型选择,艏部水线与横剖线设计以及艉部双艉鳍倾角、间距、大小、形状等方面进行了分析研究。最终开发的线型采用新型直型艏和非对称双尾鳍,波形平缓,船体表面压力分布均匀,阻力低;经尾鳍后形成了有利于外旋桨工作的预旋流,螺旋桨推进效率高,船舶能效设计指数(EEDI)相比国际公约要求的能效设计基线降低了30%以上,成功开发的新船型将成为新一代江海直达船型的引领船型。

摘要：为获取铰接式顶推船(ATB)在浅水航行时的阻力特性,对其船组、驳船和顶推船在设计吃水和压载吃水状态进行深水阻力试验和不同水深时的浅水阻力试验,分别计算ATB船组、驳船和顶推船在设计吃水和压载吃水状态下遭遇不同水深h时的浅水阻力及其增幅,结果表明:设计吃水较于压载吃水状态,由于水深吃水比h/T较小,其浅水阻力及其增幅较大;在同一吃水状态,h/T越小,浅水阻力的增幅越大;ATB船组、驳船和顶推船由于结构形式的不同,其浅水阻力性能随水深弗劳德数的变化趋势有明显区别。

摘要：依据MSC.137 (76)船舶操纵性规范,采用自由自航模方式对一艘标模进行了重复性Z形(±10°/10°,±20°/20°)操纵试验.基于国际拖曳水池会议(ITTC,2017)对于自由自航模试验不确定度分析的推荐指南,对船舶Z形操纵试验进行了不确定度分析,补充细化了ITTC不确定度分析的计算步骤,设计了根据精度限和偏差限的属性区别分析主要影响因素相对不确定度的方法,计算了试验结果总不确定度.结果表明:在95%置信水平下,Z形操纵试验各超越角的不确定度约为1%-3%,重复性试验是影响结果不确定度的主要因素,与ITTC规范相关结论一致,该不确定度分析方法和计算步骤可为其他船舶运动不确定度分析提供参考.

摘要：以某油船为研究对象,采用数值模拟技术对其开展快速性虚拟试验研究。依据船舶快速性数值计算经验,选取合适的网格划分策略、物理模型和边界条件等关键计算参数,分别对该油船的静水阻力性能、螺旋桨敞水性能和自航性能进行数值模拟计算,并对计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算结果进行分析,得到该船在自航状态下的推进性能。通过将该船的快速性虚拟试验结果与模型试验结果相对比可知,二者总体上符合性较好,计算精度能满足工程应用的要求。研究成果可供船舶设计与优化和船模试验结果分析参考。

摘要：为准确划分船舶主机运行工况,提升船舶主机性能监测能力,设计一种基于k-Means算法的船舶主机工况二次划分方法。基于实船运营大数据,分2个阶段开展主机运行工况划分研究,其中:第一阶段,以主机转速和功率为特征参数,初步划分主机运行工况;第二阶段,以海水温度和扫气箱温度为特征参数,对第一阶段划分的工况进行第二次划分。以某大型散货船为例,通过实船试验对该方法的有效性进行验证。试验结果表明,该方法能对复杂的船舶主机运行工况进行有效划分,可为船舶主机性能监测提供状态质量评估和辅助决策,有利于船舶主机健康管理和故障诊断工作的开展。

摘要：为快速、准确评估肥大型船的艉流场,以某肥大型散货船为研究对象,应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术和人工智能算法建立一种艉流场快速评估方法。分别采用数值计算方法和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术对艉流场进行计算和试验,通过将计算结果与试验结果相对比验证数值计算方法的准确性。在此基础上,采用3种人工智能算法开展模型训练并分析模型拟合情况,采用拟合度最高的算法建立艉流场快速评估模型,进而得到肥大型船艉流场评估方法。研究表明:采用CFD软件能准确模拟出肥大型散货船艉流场的实际流动状态并展示其流动细节;采用伴流均匀度等参数描述艉流场,并将其应用于基于算法模型建立的艉流场评估方法中,可快速评估艉流场的不均匀度和流动特性,为肥大型船的艉部型线优化、螺旋桨及节能装置设计提供参考。