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考虑局部来流攻角修正的X舵水下航行体舵卡状态运动特性研究

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中国造船 2024年第4期65卷 125-132页

作者：李迎华潘子英李永成胡坤张华肖冬林中国船舶科学研究中心深海技术科学太湖实验室海军潜艇学院

针对传统舵力模型无法表征水下航行体X舵发生舵卡时不同舵叶受力存在差异的问题，在分析舵叶局部绕流特性的基础上，提出了基于局部攻角精确表征的舵力修正方法，并通过小舵角单舵卡的自航模试验进行了验证。对于大舵角双舵卡状态，分... 详细信息

针对传统舵力模型无法表征水下航行体X舵发生舵卡时不同舵叶受力存在差异的问题，在分析舵叶局部绕流特性的基础上，提出了基于局部攻角精确表征的舵力修正方法，并通过小舵角单舵卡的自航模试验进行了验证。对于大舵角双舵卡状态，分别用原舵力模型和修正的舵力模型进行了挽回过程仿真的对比。结果表明二者的仿真结果存在显著差异。修正的模型在深度方向的挽回偏危险，主要是由于该模型较好地反映了带X舵的水下航行体上下舵绕流的非对称特性。

关键词： X舵操纵性数学模型舵卡运动仿真

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散斑场的随机波数及其参量非线性效应

物理学报 2024年第2期73卷 175-180页

作者：杨春林中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

散斑光场在非线性领域有特别的作用,它可用于抑制强光条件下的非线性过程.为了深入了解散斑的参量非线性作用机制,引入了具有波数失配的耦合波方程,讨论了方程的解,波数或位相匹配条件,波数不完全匹配时的增益阈值条件,以及完整解的待... 详细信息

散斑光场在非线性领域有特别的作用,它可用于抑制强光条件下的非线性过程.为了深入了解散斑的参量非线性作用机制,引入了具有波数失配的耦合波方程,讨论了方程的解,波数或位相匹配条件,波数不完全匹配时的增益阈值条件,以及完整解的待定系数.待定系数由边界场决定,如果边界的三个非线性波的复振幅都不为零,还存在边界位相匹配条件,满足该条件的待定系数最大.散斑光场的波数随机起伏,需要分段处理,这种波数随机起伏还会破坏边界位相匹配条件,从而抑制非线性增益.理论研究和数值计算的结果一致表明了散斑对受激布里渊散射参量过程的抑制作用.

关键词：散斑参量过程位相匹配

对象随型粗糙面近红外单目视觉测量与基准图像自愈

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 134-142页

作者：侯旺屈也频刘坚强吕余海海军研究院上海200436

针对复杂应用环境中近红外单目视觉位姿测量系统偏离预置合作目标对象后,无法完成位姿测量的特殊情况,提出一种以合作目标周边随型粗糙面图像为测量对象的单目视觉测量方法,以及图像受损后的动态自愈方法。通过将实时获取的随型粗糙面... 详细信息

针对复杂应用环境中近红外单目视觉位姿测量系统偏离预置合作目标对象后,无法完成位姿测量的特殊情况,提出一种以合作目标周边随型粗糙面图像为测量对象的单目视觉测量方法,以及图像受损后的动态自愈方法。通过将实时获取的随型粗糙面图像特征与预存基准图像特征进行匹配计算,完成特殊情况下的应急测量。同时,为减少随型粗糙面图像污染或受损后对位姿测量精度的影响,实时计算污染或受损程度并动态自愈基准图像特征。实验结果表明,以随型粗糙面为对象的位姿测量精度稍低于合作目标对象,但能够满足特殊情况下的应急使用需求,提高了测量系统的鲁棒性;当随型粗糙面图像污染或受损达到70%时,采用自愈处理与未做自愈处理相比,方位角测量误差减少72%以上,验证了基准图像自愈方法的有效性。

关键词：对象随型粗糙面近红外单目视觉测量基准图像自愈基准图像特征特征匹配

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波浪中艏外飘砰击压力时空分布模型试验研究

中国造船 2024年第4期65卷 15-23页

作者：司海龙顾学康胡嘉骏田超赵南耿彦超中国船舶科学研究中心

基于模型试验对一艘超大型集装箱船首外飘区域的砰击压力时空分布开展了研究，根据砰击程度和船体与波浪的相互作用方式归纳了4种表现类型，研究了典型工况下艏外飘区域砰击压力的时空分布特征。在此基础上，基于冲量定理，建立了艏外... 详细信息

基于模型试验对一艘超大型集装箱船首外飘区域的砰击压力时空分布开展了研究，根据砰击程度和船体与波浪的相互作用方式归纳了4种表现类型，研究了典型工况下艏外飘区域砰击压力的时空分布特征。在此基础上，基于冲量定理，建立了艏外飘区域砰击压力的简化计算方法，并对规则波中砰击压力的试验结果进行了不确定度分析。分析表明，艏外飘区域承受的砰击压力在不同位置的峰值差别较大，最大的峰值发生在艏柱上部左右两侧附近，可达4.11kPa；砰击迁移速度在水平方向远大于在垂直方向，简化后艏外飘区域的整个砰击过程持续时间约0.15 s，各测点砰击压力上升持续时间均值约为0.01 s，下降持续时间均值约为0.05 s；不同置信水平条件下砰击压力的不确定度与均值之比约为6%～18%。

关键词：艏外飘砰击压力时空分布模型试验不确定度

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面向深度调峰的汽轮机超音速喷嘴设计

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1656-1662页

作者：甘益明黄畅彭世亮陈思远王卫良暨南大学能源电力研究中心珠海519070

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的... 详细信息

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的内在原因之一。本文以320 MW汽轮机常规调节级喷嘴为研究对象,开展面向深度调峰需求(20%~40%低负荷区间)的高效超音速喷嘴设计研究,并通过CFD模拟分析超音速喷嘴的低负荷区热力性能。研究表明,相比于常规喷嘴,设计的超音速喷嘴满足20%~40%负荷区间效率净增1.08%~8.40%;但受超音速喷嘴斜切结构影响,超音速喷嘴I的最优运行压力与设计值偏离了0.7 MPa。本文的研究成果可为火电机组深度调峰深度节能技术研发提供理论支撑。

关键词：深度调峰火电机组调节级超音速喷嘴数值模拟

一种基于区块链和动态代理模型的舰船数据应用方法

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中国造船 2024年第2期65卷 256-264页

作者：刘子祥程成洪华军赵峰中国船舶科学研究中心无锡214082

引入区块链技术以满足舰船设计研发工作对多方数据受控安全共享和应用的需求。根据数据管理和应用服务功能建立一套区块链底座,基于随机森林算法和动态样本法开发舰船阻力动态代理模型预报程序,实现程序与区块链底座的功能集成。以水面... 详细信息

引入区块链技术以满足舰船设计研发工作对多方数据受控安全共享和应用的需求。根据数据管理和应用服务功能建立一套区块链底座,基于随机森林算法和动态样本法开发舰船阻力动态代理模型预报程序,实现程序与区块链底座的功能集成。以水面舰船阻力数据为应用实例,模拟多方数据共享与应用场景。结果表明,论文方法能够实现设计功能,具备工程实用性。

关键词：区块链数据应用舰船阻力代理模型

基于重叠网格的潜艇自航模操纵运动数值模拟研究

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船舶力学 2024年第4期28卷 485-500页

作者：陈默张楠陈纪军黄苗苗曾柯中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

针对潜艇机动状态非定常运动数值模拟方法提升的实际需求,本文采用基于重叠网格的方法对潜艇六自由度耦合运动及各操纵面的独立运动直接数值建模,并利用滑移网格技术直接模拟艇后螺旋桨的转动,进行潜艇水下自航模的数值模拟方法研究。... 详细信息

针对潜艇机动状态非定常运动数值模拟方法提升的实际需求,本文采用基于重叠网格的方法对潜艇六自由度耦合运动及各操纵面的独立运动直接数值建模,并利用滑移网格技术直接模拟艇后螺旋桨的转动,进行潜艇水下自航模的数值模拟方法研究。通过开展潜艇自航模水下直航、水下回转、水平面Z形操舵、紧急倒车等典型工况的数值模拟,重点解决潜艇操纵状态下艇/桨/舵水动力耦合建模、自动舵的PD(proportional-derivative)数值控制实现等问题,建立基于重叠网格的潜艇自航模数值模拟技术途径。同时对潜艇操纵状态下艇体周围流动现象以及运动学与动力学参数时历变化过程进行分析,通过将典型运动参数数值模拟结果与水池物理模型试验结果进行对比,验证其工程预报实用性。研究结果可为潜艇操纵性和适航性预报与评估以及潜艇自航模模型试验技术完善提供技术支撑。

关键词：潜艇自航模重叠网格数值模拟

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层冰作用下直立圆柱结构冰载荷研究

船舶力学 2024年第2期28卷 169-178页

作者：余朝歌田于逵刚旭皓孔帅季少鹏王迎晖中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

层冰是冰区海工结构作业时遭遇的主要冰况之一,直立结构是海工结构的常见构型,因此,开展层冰作用下直立结构冰载荷研究对海工结构抗冰强化设计和安全评估具有重要意义。本文首先对层冰与直立结构作用过程进行概括分析。然后开展直立圆... 详细信息

层冰是冰区海工结构作业时遭遇的主要冰况之一,直立结构是海工结构的常见构型,因此,开展层冰作用下直立结构冰载荷研究对海工结构抗冰强化设计和安全评估具有重要意义。本文首先对层冰与直立结构作用过程进行概括分析。然后开展直立圆柱结构冰载荷的机理性试验,研究层冰的失效行为以及结构冰载荷的特征。最后基于黏聚单元模型和海冰软化本构开发层冰与结构作用模拟的数值仿真模型,对层冰的裂纹扩展和破碎过程进行模拟,同时利用试验数据对数值仿真模型的正确性进行验证。本研究工作可为结构冰载荷的数值和试验研究奠定重要基础,为冰区海工结构的设计建造提供技术参考。

关键词：层冰直立结构冰载荷模型试验黏聚单元模型

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海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

船舶力学 2024年第2期28卷 250-260页

作者：方春岳亚霖韦朋余张亦龙戴泽宇杨伟楠张欣玉中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风... 详细信息

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。

关键词：海上旅游平台大跨度网壳结构风载荷波浪载荷结构强度