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对转式全回转舵桨的立柱优化分析

中国舰船研究 2024年第S1期19卷 35-41页

作者：刘振华张燕贺俊松上海倍豪船舶科技有限公司上海200439

[目的]旨在研究立柱对对转式全回转舵桨敞水性能的影响。[方法]采用基于雷诺平均方法与k-ω湍流模型,对不同立柱型式的对转式全回转舵桨进行模型尺度和实尺度下的水动力性能预报,研究流场特性并监测后桨伴流,分析优化前后立柱尾部的流... 详细信息

[目的]旨在研究立柱对对转式全回转舵桨敞水性能的影响。[方法]采用基于雷诺平均方法与k-ω湍流模型,对不同立柱型式的对转式全回转舵桨进行模型尺度和实尺度下的水动力性能预报,研究流场特性并监测后桨伴流,分析优化前后立柱尾部的流动分离现象。[结果]结果表明,立柱前缘削薄并整体前移的优化方案,使得整个舵桨的敞水推进效率提高1.01%;立柱采用扭曲设计且切面引入拱度的优化方案,使得敞水推进效率提高1.15%。另外,模型尺度的立柱尾部流动分离比实尺度的严重。[结论]研究表明,优化后的立柱可以改善立柱尾部的流动分离现象,提高后桨吸收前桨的尾涡能量,增加后桨流入量,对于提高对转式全回转舵桨的推进性能具有工程实用意义。

关键词：对转式全回转舵桨立柱优化水动力性能模型尺度实尺度

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基于VR的卫星虚拟振动试验方法

南京理工大学学报 2024年第2期48卷 243-247页

作者：马蕾周皓李霖圣上海卫星装备研究所上海200240 上海倍豪船舶科技有限公司上海200439

该文基于虚拟现实(VR)技术开展卫星虚拟振动试验技术研究。针对动力学建模与仿真、数据分析与模型修正、卫星虚拟振动试验等,通过VR技术真实再现振动试验数据,反映卫星结构动态特性,完成物理参数识别与模型优化,实现了对卫星模型的优化... 详细信息

该文基于虚拟现实(VR)技术开展卫星虚拟振动试验技术研究。针对动力学建模与仿真、数据分析与模型修正、卫星虚拟振动试验等,通过VR技术真实再现振动试验数据,反映卫星结构动态特性,完成物理参数识别与模型优化,实现了对卫星模型的优化和振动试验方案的改进,满足了卫星力学环境的试验技术要求。进行X、Y、Z 3个方向的虚拟振动试验,频率为5~100 Hz,加速度幅值为0.1 g。试验结果表明,虚拟振动试验与真实试验的结果吻合良好。

关键词：虚拟现实卫星振动试验模型优化

基于CFD模拟的双燃料动力船舶透气桅释放气体扩散分析

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中国造船 2024年第2期65卷 249-255页

作者：王曌文陈刚李嘉宁李欣周熲上海外高桥造船有限公司开发部上海200137 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030

基于双燃料动力船舶实船设计,根据IGF规则要求,提出通过CFD模拟对双燃料动力船舶透气桅释放气体扩散进行分析的方法。模拟结果表明:双燃料动力船舶透气桅释放气体扩散情况与透气桅的设计高度密切相关。设计高度较低时,气体会明显下沉到... 详细信息

基于双燃料动力船舶实船设计,根据IGF规则要求,提出通过CFD模拟对双燃料动力船舶透气桅释放气体扩散进行分析的方法。模拟结果表明:双燃料动力船舶透气桅释放气体扩散情况与透气桅的设计高度密切相关。设计高度较低时,气体会明显下沉到储罐周围的工作区域及甲板;设计高度满足规范要求时,气体呈垂直向上膨胀扩散的趋势,无明显下沉现象,且在60s内甲板及储罐附近可燃气体全部扩散消失,此时透气桅释放气体对船体及船员安全没有影响。

关键词： CFD模型透气桅释放气体双燃料动力船舶

LNG汽化器换热管内螺旋线圈传热性能强化研究

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低温工程 2024年第1期 31-37页

作者：顾陈杰徐建浩王健邵雪锋中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201203 上海齐耀动力技术有限公司上海201203

建立了LNG汽化器换热管内的流动传热模型,研究LNG与蒸气换热的传热特点。模拟结果显示由于换热温差过大,采用光管换热管会发生管内膜态沸腾,无法实现LNG的高效汽化。提出在换热管内添加螺旋线圈内插件抑制膜态沸腾,换热性能提升可达77.... 详细信息

建立了LNG汽化器换热管内的流动传热模型,研究LNG与蒸气换热的传热特点。模拟结果显示由于换热温差过大,采用光管换热管会发生管内膜态沸腾,无法实现LNG的高效汽化。提出在换热管内添加螺旋线圈内插件抑制膜态沸腾,换热性能提升可达77.1%,出口温度可达230.1 K,能够满足LNG汽化器的技术指标。对螺旋线圈的结构尺寸进行对比分析。线径从1 mm增至1.4 mm能提升换热效率并且不增加压降,而将节距从10 mm增值15 mm会导致流动传热性能恶化。

关键词：换热器 LNG 传热强化

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基于三维激光点云的船用螺旋桨变形分析

舰船科学技术 2024年第6期46卷 26-30页

作者：牛凯梁艳沈中祥叶爱青江苏海洋大学海洋工程学院江苏连云港222005 江苏海事职业技术学院船舶与海洋工程学院江苏南京210000 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江210008 上海龙禹船舶技术有限公司上海200444

传统采用螺距仪的测量方式效率低且准确性有待提高,为了准确获取船用螺旋桨的变形情况,提出一种使用三维激光扫描仪对其测量并进行变形分析的方法。在获取多视角的三维激光点云数据后,先进行裁剪去噪的预处理,然后对点云进行基于改进的S... 详细信息

传统采用螺距仪的测量方式效率低且准确性有待提高,为了准确获取船用螺旋桨的变形情况,提出一种使用三维激光扫描仪对其测量并进行变形分析的方法。在获取多视角的三维激光点云数据后,先进行裁剪去噪的预处理,然后对点云进行基于改进的SAC-IA粗拼接和K-D Tree加速处理的ICP精拼接,并对拼接精度进行分析,最后在CATIA软件中对比基于点云建模拟合的模型与原设计模型,得到船用螺旋桨直观且具体的变形情况,验证了该方法的可行性。

关键词：三维激光扫描船用螺旋桨点云拼接变形

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水翼船的横摇控制

船舶工程 2024年第1期46卷 92-97,150页

作者：孙义洲许劲松叶睿上海交通大学船舶与海洋工程系上海200240 海思特海事技术(上海)有限公司上海200241

将一条模型尺度的全浸没式水翼艇作为案例船开展横摇控制研究。采用模型预测控制算法有效处理水翼失速角等约束条件,同时限制水翼的大幅剧烈运动,兼顾横摇姿态控制和执行机构保护的双重目标。在预测模型中增添预测偏差量作为前馈项,用... 详细信息

将一条模型尺度的全浸没式水翼艇作为案例船开展横摇控制研究。采用模型预测控制算法有效处理水翼失速角等约束条件,同时限制水翼的大幅剧烈运动,兼顾横摇姿态控制和执行机构保护的双重目标。在预测模型中增添预测偏差量作为前馈项,用以消除稳态误差,对常规模型预测控制算法做出一个重要改进。将案例船配备推进系统和可控水翼进行横摇控制航行试验,结果清晰展示了改进型模型预测控制器的横摇控制效果,这对水翼船的姿态控制研究具有重要借鉴意义。

关键词：全浸没式水翼船横摇控制模型预测控制算法航行试验

基于GUM法的螺旋桨桨帽鳍试验不确定度分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 106-112页

作者：孙硕伍锐刘恒陈伟奇上海船舶运输科学研究所有限公司航运技术与安全国家重点实验室上海200135 上海船舶运输科学研究所有限公司航运技术交通行业重点实验室上海200135 浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027

基于国际标准并参照国家计量规范,对螺旋桨桨帽鳍试验节能效果的影响因素进行详细分析,进而对其进行不确定度计算.首先,通过GUM(测量不确定度表示指南)方法对螺旋桨安装桨帽鳍前后水动力性能试验各环节不确定度分量进行梳理,根据不确定... 详细信息

基于国际标准并参照国家计量规范,对螺旋桨桨帽鳍试验节能效果的影响因素进行详细分析,进而对其进行不确定度计算.首先,通过GUM(测量不确定度表示指南)方法对螺旋桨安装桨帽鳍前后水动力性能试验各环节不确定度分量进行梳理,根据不确定度测量方程,确定了A类及B类不确定度对试验结果的影响;然后,对某油轮螺旋桨安装桨帽鳍前后的水动力性能进行30次重复性测试.结果表明:在95%包含概率下,推力的扩展不确定度不高于0.25%,扭矩的扩展不确定度不高于0.5%,螺旋桨效率的扩展不确定度不高于0.45%,本次试验不确定度能满足螺旋桨桨帽鳍试验的较高要求,并用蒙特卡罗法与GUM法计算结果进行了对比,两者较为符合,验证了GUM方法的适用性.

关键词：桨帽鳍 GUM法不确定度蒙特卡罗法水动力性能

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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

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肥大船标称伴流的影响因素研究

中国造船 2024年第2期65卷 198-204页

作者：车霖源闫磊殷晓俊上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135 水路交通控制全国重点实验室上海200135 航运技术交通行业重点实验室上海200135

以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个... 详细信息

以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个类别的伴流。建立线型特征的计算方法,用船舶尾部横剖面和水线面的线型特征分析伴流类别和伴流数值。研究结果表明,桨前水线面的组合形式对伴流的影响显著,回归分析可准确预报平均伴流值。

关键词：肥大船标称伴流聚类分析回归分析开源软件OpenFOAM