基于推力数值计算的喷水推进船快速性预报与验证

为实现对喷水推进船航速的快速、精准预报,基于ANSYS-CFX软件平台建立喷水推进器推力的计算流体力学(CFD)模型,采用分块六面体结构化网格离散计算域,采用稳态多参考系法求解雷诺时均的Navier-Stokes方程和SST湍流模型,对喷水推进器内的流场进行数值模拟.采用壁面积分法获取喷水推进器的等转速推力曲线,将其与船阻力曲线相叠加,通过求曲线的交点预报航速.选取可提供推进特性图谱的船A、带双级轴流式喷水推进器的船B和带混流式喷水推进器的船C为例,验证该方法的准确性.结果表明:船A配置的喷水推进器的推力计算值和航速预报值与厂商提供的数值吻合良好,船B和船C的航速预报结果均与实船试航值比较接近,最大偏差小于0.5 kn.结果验证了计算模型的可信性和适用性,进一步表明该方法可较好地指导喷水推进器厂商根据船舶所有人的需求便捷地选出合适型号的喷水推进器.     

喷水推进技术的发展

一、概述喷水推进是一种传统的船舶推进方式。当人们了解到水泵的作用时,就开始把它移植到船上来作推进用。喷水推进的工作原理并不十分复杂,如果将水泵安置在船上,当水泵工作时向船尾喷水,就可以实现一个简单的船舶推进过程。为实现这种推进方式的泵配上进水出水机构和控制机构则是喷水推进装置。     

"北星号"自控喷水推进水翼高速客船喷水推进泵试验研究

本文对“北星号”自控喷水推进水翼高速客船喷水推进试验研究的试验背景，试验设备，试验模型及试验方法作了介绍，并给出了试验结果。     

喷水推进船避免喷泵气蚀的仿真研究

为了解决喷水推进船在各种工况下,喷泵工作在气蚀区的问题,利用Simulink与MFC(Microsoft Foundation Class)集成的方法开发出了可用于制定喷水推进装置在回转、加速等工况下,避免喷泵在空化区运行的工作制的仿真程序.利用开发出的仿真程序对特定工况下的最大柴油机转速、最大喷泵转角以及最短加速时间做了仿真计算.该计算结果对喷水推进艇避免喷泵气蚀的操作规程有一定的参考价值.     

大惯性船舶航向保持的改进简捷鲁棒控制

为了改善具有大惯性的船舶航向保持效果,在简捷鲁棒控制的比例部分加上一个正数,通过对系统的稳态和动态性能的理论分析,该方法在不改变系统的稳态性能的基础上改善了系统的动态性能。针对"育龙"轮进行了系统仿真,系统的调节时间由原来的700 s下降为100 s,结果验证了本方法的有效性。     

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点,针对智能船舶定位控制问题,考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题,结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后,通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且提高了控制速度,具有较好的控制性能。     

考虑输入受限的水下滑翔机前馈控制设计

自主式水下滑翔机是一类浮力驱动的无人装备,其控制系统对滑翔机的功能实现至关重要。考虑控制输入受限,以具有不稳定内部动态的水下滑翔机动力学系统为对象,构造前馈控制算法。这种前馈控制方法将有限时间间隔内的转换控制任务视为两点边界值问题,并将输入受限直接并入两点边界值问题中求解。仿真结果表明,在输入受限的情况下,所设计的控制系统能对水下滑翔机进行有效控制,为不稳定的内部动态求出有界的、因果的解。在控制输入无约束和控制输入受限的情况下,各状态变量的变化趋势相同,只是控制过程中各状态变量的幅度变化有所差异。     

欠驱动船舶鲁棒路径跟踪控制器设计

针对欠驱动船舶直线路径跟踪控制系统中存在的外界干扰影响,提出一种鲁棒跟踪控制算法.该控制算法基于重定义输出、解析模型预测控制、高增益观测器等技术,使得欠驱动船舶能够渐近镇定于给定的直线参考路径.计算机仿真实验验证了算法的有效性.所提出的控制器具有良好的控制效果以及对外界干扰的鲁棒性.     

水流对离岸海港码头系泊船舶作用力的研究

本文介绍离岸园墩式海港码头水流对系泊船舶作用力的试验研究成果.按水流方向与船舶纵轴夹角给出了水流力系数的经验公式和半经验公式,与理论分析的结果相符合.     

两船在波浪载荷作用下的运动响应分析

基于波浪辐射／绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应。计算结果表明．当两船间距为5 m 时驳船的附加质量比间距为10 m 时的值大2倍多．驳船的附加质量和阻尼随着间距的减小逐渐增大：在间距30 m 时,驳船的速度越小所受的漂移力就越大．并且驳船的横摇和首摇运动就越剧烈。     

深水航道施工船舶间靠泊撞击力研究与取值分析

为了能够分析航道中带缆工程船舶间靠泊时产生的柔性撞击力影响,提前采取措施减小水中工程船舶靠泊的影响尤为重要。本文对国内外学者发表的相关文献及国外相关的规范进行了研究,结合实际情况推导了带缆船舶靠泊时的撞击力公式,并推荐了适用于长江南京以下12.5 m二期工程工程船舶撞击力计算公式。通过现场实际条件计算,结合分析研究结果,得出了的主要影响撞击力的因素,并提出了减小撞击力的措施,从而为工程施工提出了限制条件,可为类似工程借鉴应用。     

船舶停靠码头撞击力研究

在船舶大型化的背景下,为了研究大吨位船舶停靠内河既有架空直立式码头过程撞击力对码头的影响,利用ABAQUS建立精细化有限元模型,对不同吨位、不同初始速度、不同撞击角度的船舶停靠码头的过程进行数值仿真分析,研究码头所受撞击力变化情况.结果表明,船舶直接停靠码头过程,系统能量转化迅速,撞击力在接触瞬间产生较大值,撞击力作用...     

舰船电磁特征信号及其控制

由于金属腐蚀、阴极保护系统、螺旋桨的转动以及船上电子设备等原因，舰船上存在着多种电磁特征信号，如静电、静磁、交流电磁场、超低频电磁特征信号。概述了电磁特征信号的来源、危害，介绍了轴接地、阴极保护系统的设计和滤波、消磁等消除或减少电磁特征信号的技术措施。