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畸形波作用下双平台联合作业的波浪砰击特性研究

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中国造船 2024年第1期65卷 109-122页

作者：霍发力张楠徐杰江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212003 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200001

畸形波具有波高巨大、传播速度极快、偶发性强和能量集中等特点,对海洋平台的破坏尤为突出。论文以生产平台和支持平台为研究对象,通过数值模拟与模型试验相结合的方法,对双平台联合作业在畸形波作用下受到的波浪砰击进行研究。运用经... 详细信息

畸形波具有波高巨大、传播速度极快、偶发性强和能量集中等特点,对海洋平台的破坏尤为突出。论文以生产平台和支持平台为研究对象,通过数值模拟与模型试验相结合的方法,对双平台联合作业在畸形波作用下受到的波浪砰击进行研究。运用经过模型试验修正的数值模拟,采用组合波聚焦模型建立畸形波。以典型畸形波“新年波”为例,在时域上开展畸形波工况下双平台多浪向波浪砰击特性研究。研究成果对双平台联合作业的设计与工程应用具有一定的指导和参考价值。

关键词：双平台联合作业波浪砰击畸形波数值模拟模型试验

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集装箱船外飘砰击载荷的CFD数值分析

中国造船 2024年第1期65卷 16-29页

作者：王澳王建华万德成刘义郭浩上海交通大学船海计算水动力学研究中心(CMHL)船舶海洋与建筑工程学院上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

基于黏流CFD方法研究迎浪工况下波长和波高对KCS船运动和外飘砰击的影响,分析砰击压力的时空分布及其与船舶垂向运动的关系。基于开源造波工具waves2Foam建立三维数值水池,采用naoe-FOAM-SJTU求解器中的重叠网格技术求解船舶在波浪中的... 详细信息

基于黏流CFD方法研究迎浪工况下波长和波高对KCS船运动和外飘砰击的影响,分析砰击压力的时空分布及其与船舶垂向运动的关系。基于开源造波工具waves2Foam建立三维数值水池,采用naoe-FOAM-SJTU求解器中的重叠网格技术求解船舶在波浪中的运动。计算结果表明,船舶运动幅值随波长和波高的增大而增大,波长船长比为1时外飘砰击压力最大,外飘砰击压力随波高增大呈线性增大规律。集装箱船应尽量避免在波长接近船长的海况下航行。这项研究可为波浪中的船舶砰击载荷预报提供参考。

关键词：集装箱船 CFD方法重叠网格方法外飘砰击载荷时空特性

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基于人工神经网络的极地船舶冰阻力预报方法

上海交通大学学报 2024年第2期58卷 156-165页

作者：孙乾洋周利丁仕风刘仁伟丁一江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212100 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

极地船舶冰区航行时,冰阻力的准确预报在保障船舶航行安全方面起着重要作用.近年来,机器学习在船舶方面的应用越来越广泛,其中,人工神经网络(ANN)是机器学习领域中一种常用的方法.本文的重点是设计一个用于预报极地船舶冰阻力的ANN模型... 详细信息

极地船舶冰区航行时,冰阻力的准确预报在保障船舶航行安全方面起着重要作用.近年来,机器学习在船舶方面的应用越来越广泛,其中,人工神经网络(ANN)是机器学习领域中一种常用的方法.本文的重点是设计一个用于预报极地船舶冰阻力的ANN模型.参考传统的经验和半经验公式,选择合适的输入特征参数,通过大量的船舶模型试验数据来训练神经网络,搭建径向基(RBF)神经网络模型,并选用遗传算法(GA)进行模型优化.研究表明,基于7个特征参数输入的遗传算法优化径向基(RBF-GA)神经网络模型具有良好的泛化效果,与模型试验和实船试验数据对比,平均误差在8%左右,具有较高的精度,可作为冰阻力预报工具.

关键词：冰阻力机器学习径向基函数神经网络遗传算法船舶试验

室内温度和相对湿度对有氧运动表现及体温调节的影响

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中国体育科技 2024年第4期60卷 47-53页

作者：史永祥连之伟胡胜谦胡莹颖上海交通大学上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

目的:探讨室内温度、相对湿度(relative humidity,RH)及其交互作用对有氧运动表现及体温调节的影响。方法:采用正交实验设计,将温度(22℃、25℃、28℃)和RH(40%RH、55%RH、70%RH)组合为9组实验条件,16名身体健康的年轻男性受试者依次在... 详细信息

目的:探讨室内温度、相对湿度(relative humidity,RH)及其交互作用对有氧运动表现及体温调节的影响。方法:采用正交实验设计,将温度(22℃、25℃、28℃)和RH(40%RH、55%RH、70%RH)组合为9组实验条件,16名身体健康的年轻男性受试者依次在每种实验条件下进行递增负荷运动。实时监测皮肤温度与耳温变化,对各阶段体温平均值和增长率进行配对样本t检验。采用方差分析判断温度、RH及其交互作用对力竭时间的影响,并进行两两比较。结果:温度和RH会显著影响递增负荷运动的力竭时间(P=0.005,P=0.032),在28℃环境中力竭时间比22℃和25℃中更短(P=0.001,P=0.033),在70%RH的环境中力竭时间比40%RH中更短(P=0.009),但温度与RH的交互作用对力竭时间无显著性差异(P=0.871);28℃和70%RH的环境中核心温度偏高,28℃、55%RH和70%RH的环境中皮肤温度偏高。结论:28℃和70%RH对有氧运动表现有负面影响,且使运动过程中的体温明显偏高,但温度与RH对有氧运动表现的影响并没有交互作用。

关键词：热舒适有氧运动核心温度皮肤温度

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深吃水圆筒型浮式核能平台涡激运动数值模拟

船舶力学 2024年第2期28卷 239-249页

作者：曹辰泽何炎平王梓刘亚东上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240

深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时... 详细信息

深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时对平台内部核反应堆运行产生不利影响。基于改进的延迟分离涡方法(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)对平台在不同折合速度下的横荡、纵荡、艏摇运动响应进行数值模拟,并从水平面内质心运动轨迹、运动频率、三维流场特性等角度分析涡激运动关键特征。研究结果表明:当折合速度5.45

关键词：深吃水圆筒型浮式核能平台涡激运动 IDDES 重叠网格法

基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析

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船舶力学 2024年第6期28卷 942-950页

作者：赵丽刚盛瑞琨胡建辉杨德庆中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声... 详细信息

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。

关键词：全垫升气垫船水下辐射噪声固-气-液耦合噪声传递特性

基于层次分析-模糊综合评价法的深海采矿车通行性评估

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中国造船 2024年第3期65卷 135-149页

作者：卢昌宇杨建民陈启航上海交通大学船舶与海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院三亚572024

采矿车在海底非结构化地形的安全通行对深海矿产资源开发具有重要意义。论文基于富钴结壳矿区的环境、地形及地质等特征确定了影响深海采矿车通行性的主要因素,提出融合层次分析-模糊综合评价(AHPFCE)法的通行性评估方法。建立了包括底... 详细信息

采矿车在海底非结构化地形的安全通行对深海矿产资源开发具有重要意义。论文基于富钴结壳矿区的环境、地形及地质等特征确定了影响深海采矿车通行性的主要因素,提出融合层次分析-模糊综合评价(AHPFCE)法的通行性评估方法。建立了包括底质特征、微地形特征和其它海洋环境因素以及9个相关指标的影响通行性的层次评估模型;根据层次分析和专家评价确定各指标的权重因子,并利用模糊综合评价法得到隶属度矩阵;建立基于AHP-FCE法的综合通行性评估方法。结果表明,该方法能评估深海采矿车在模拟矿区的通行性,验证了AHP-FCE评估方法的可行性。

关键词：层次分析-模糊综合评价法深海采矿车复杂海底矿区非结构化地形通行性评估

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高冰级螺旋桨疲劳强度研究

中国造船 2024年第2期65卷 1-14页

作者：王建强周旻丁举孙慧王金宝上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 喷水推进技术重点实验室上海200011 上海中船船舶设计技术国家工程研究中心有限公司上海200011

以某PC2冰级螺旋桨为研究对象,将IACS规范中2组交变冰载荷工况的静强度有限元计算数据为输入,分析螺旋桨在应力频率谱和累积疲劳损伤率(MDR)这2种疲劳准则下的疲劳性能,提出了一种合理和可行的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法,并分析了螺旋... 详细信息

以某PC2冰级螺旋桨为研究对象,将IACS规范中2组交变冰载荷工况的静强度有限元计算数据为输入,分析螺旋桨在应力频率谱和累积疲劳损伤率(MDR)这2种疲劳准则下的疲劳性能,提出了一种合理和可行的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法,并分析了螺旋桨侧斜、纵斜、剖面型式及平均应力修正理论对冰载荷作用下螺旋桨疲劳性能的影响。研究表明:对于非大侧斜桨,正侧斜角和正纵斜角均对疲劳性能有利;导缘和随缘加厚的冰区翼型能显著改善疲劳性能,有利于在保证疲劳强度的情况下实现冰区螺旋桨的轻量化;相对于传统的修正理论,IACS推荐的平均应力修正理论偏于保守。论文提出的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法得到了“雪龙2”号实船走航监测数据的验证。

关键词：冰区螺旋桨疲劳 MDR 平均应力修正

耦合黏-势流数值计算的CLT桨水动力性能预报

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 82-87页

作者：王超李秋月赵雷明孙聪哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

根据尾流收缩叶梢负载(CLT)标模桨的特殊几何形式、尾涡特性,对面元法的参数化建模、预设尾涡模型及网格划分形式进行了相应计算理论修正.为了验证改进后面元法对于预报不同端板形式的CLT桨敞水性能的适用性,改变端板参数描述建立了三组... 详细信息

根据尾流收缩叶梢负载(CLT)标模桨的特殊几何形式、尾涡特性,对面元法的参数化建模、预设尾涡模型及网格划分形式进行了相应计算理论修正.为了验证改进后面元法对于预报不同端板形式的CLT桨敞水性能的适用性,改变端板参数描述建立了三组CLT桨计算模型,使用改进后面元法计算敞水性能,将面元法结果与计算流体力学(CFD)方法模拟结果对比,设计进速附近的效率差约为2%.结果表明:该面元法程序可以快速预报变端板参数CLT桨敞水性能,且预报精度满足工程要求,预报结果可作为后续优化设计和试验设计参考依据;减小原端板50%宽度,在低进速附近,推力最多提高约10%,设计剖面的表面压力分布结果与CFD方法计算结果符合较好.

关键词： CLT桨尾涡模型敞水性能面元法计算流体力学