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飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应

中国舰船研究 2018年第3期13卷 23-31页

作者：赵延杰汪俊郝轶张伦平刘建湖中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082

[目的]大型水面舰船舷侧受反舰武器攻击威胁较大,通常设置多舱防护结构以保证内部重要舱室的安全。为研究多舱防护结构中飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应,[方法]首先开展爆轰驱动飞片作用小型液舱的机理性试验,获得液舱中典型位... 详细信息

[目的]大型水面舰船舷侧受反舰武器攻击威胁较大,通常设置多舱防护结构以保证内部重要舱室的安全。为研究多舱防护结构中飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应,[方法]首先开展爆轰驱动飞片作用小型液舱的机理性试验,获得液舱中典型位置的自由场压力等试验数据;然后基于试验结果验证本文采用的数值仿真方法;最后,计算实尺度舷侧防护结构中液舱对飞片撞击产生的压力波载荷的弥散作用。[结果]结果显示,在液舱中,压力波的压力峰值和冲量随空间位置变化满足指数衰减规律。[结论]研究成果对舷侧防护结构的优化设计有一定的参考价值。

关键词：液舱飞片机理性试验数值仿真载荷弥散

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基于时域分析的设备抗冲击连接件简化方法

中国舰船研究 2018年第3期13卷 85-89页

作者：李海涛刘建湖何斌王海坤裴度中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082

[目的]螺栓、柱销作为舰载设备安装的重要连接件,在评估过程中合理简化仿真的方法可显著节约计算成本,提高计算效率。[方法]基于设备抗冲击时域计算方法,选取含有大量螺栓和柱销连接件的某船用电机作为分析对象,首先采用Bushing单元对... 详细信息

[目的]螺栓、柱销作为舰载设备安装的重要连接件,在评估过程中合理简化仿真的方法可显著节约计算成本,提高计算效率。[方法]基于设备抗冲击时域计算方法,选取含有大量螺栓和柱销连接件的某船用电机作为分析对象,首先采用Bushing单元对螺栓、柱销进行模拟,得到在冲击载荷作用下不同阶段设备连接的刚度特性及设备连接的等效动力学模型。然后,对电机进行时域仿真评估,将仿真结果与浮动冲击平台的实验结果进行对比,以验证简化方法的可靠性和有效性。最后,在此基础上分析得到大型设备连接件在冲击载荷作用下的失效评估准则。[结果]结果显示,仿真和试验得到的基础载荷与设备动响应值之间的偏差小于10%,表明简化方法有效、可靠。[结论]研究所得结果可为后续仿真分析提供一定的参考。

关键词：时域分析舰船设备连接件抗冲击简化模型

基于激光雷达的无人艇海上目标检测与跟踪方法研究

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中国造船 2022年第6期63卷 264-272页

作者：陈卓王飞陈奕宏周则兴包涛中国船舶科学研究中心深海技术科学太湖实验室无锡214082

针对基于导航雷达和光电探测的传统感知方法难以对近距离障碍物进行稳定精确探测的问题,结合激光雷达的优势和水面场景的特点,提出了一种基于激光雷达的无人艇海上目标检测与跟踪方法。首先分析和建立了水面场景点云的平面栅格模型,提... 详细信息

针对基于导航雷达和光电探测的传统感知方法难以对近距离障碍物进行稳定精确探测的问题,结合激光雷达的优势和水面场景的特点,提出了一种基于激光雷达的无人艇海上目标检测与跟踪方法。首先分析和建立了水面场景点云的平面栅格模型,提出了基于高度差的尾浪点滤除方法;其次采用改进的自适应DBSCAN算法对海上障碍物进行分割和聚类,优化了检测效果;最后结合多假设跟踪模型(MHT)和卡尔曼滤波器实现了对动态目标的多帧连续跟踪。试验结果表明,该方法能以每帧100 ms的处理速度实现对目标的实时探测和跟踪,对近距目标的聚类跟踪准确度达95%,航速、航向跟踪误差分别为8.10%和4.68%,能够实现对目标的实时、准确、稳定的检测和跟踪。

关键词：无人艇激光雷达目标检测聚类多假设跟踪

船体壳板撞击破裂后撕裂特征试验和数值模拟研究

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船舶力学 2022年第8期26卷 1171-1179页

作者：张敏张祥赵延杰张伦平武汉轻工大学机械工程学院武汉430048 中交二航局第一工程有限公司武汉430012 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082

为了研究船体壳板撞击破裂后的撕裂特征,开展了变截面撞头准静态压载船体壳板的模型试验和数值模拟。试验记录了壳板变形、破裂和撕裂过程的损伤模式及其完整损伤过程的撞击力-撞深曲线。通过拉伸试验校核,提出了模拟壳板初始破裂和撕... 详细信息

为了研究船体壳板撞击破裂后的撕裂特征,开展了变截面撞头准静态压载船体壳板的模型试验和数值模拟。试验记录了壳板变形、破裂和撕裂过程的损伤模式及其完整损伤过程的撞击力-撞深曲线。通过拉伸试验校核,提出了模拟壳板初始破裂和撕裂失效的数值模拟方法。试验和数值模拟结果的对比分析表明:所提数值模拟方法能准确模拟壳板的完整损伤过程;壳板撕裂失效是由裂纹尖端的拉伸作用引起的,且撕裂过程的撞击力与裂纹数目无关;壳板撕裂过程的弯曲和拉伸作用所吸收的能量较大。本文研究工作对船体结构的耐撞性准确评估具有一定指导作用。

关键词：船舶碰撞船体壳板面外撕裂模型试验数值模拟

基于多策略免疫遗传算法的无人艇航向自适应控制

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船舶力学 2023年第9期27卷 1273-1282页

作者：陈卓金建海张波包涛周则兴中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082

针对无人艇在真实水面环境下的航向跟踪控制问题,提出一种基于多策略融合改进免疫遗传算法(MSFI⁃GA)的无人艇航向自适应控制方法。首先,建立无人艇的二阶非线性运动模型和环境风浪流干扰模型。其次,提出一种基于多策略融合改进的免疫遗... 详细信息

针对无人艇在真实水面环境下的航向跟踪控制问题,提出一种基于多策略融合改进免疫遗传算法(MSFI⁃GA)的无人艇航向自适应控制方法。首先,建立无人艇的二阶非线性运动模型和环境风浪流干扰模型。其次,提出一种基于多策略融合改进的免疫遗传算法,通过引入混沌初始化、向量角相似度及自适应差分接种等策略,改善基本算法收敛缓慢、易陷入局部最优的缺点;在此基础上,设计基于MSFIGA的无人艇航向自适应控制器及性能评价函数,以实现对无人艇控制参数的自适应优化。最后,通过对比仿真试验和在线仿真试验验证该方法的优越性和实用性。

关键词：无人艇航向跟踪自适应控制免疫遗传算法多策略改进

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船体加筋板耐撞性解析预报方法研究

振动与冲击 2021年第21期40卷 25-30,54页

作者：张敏赵延杰王海坤刘敬喜刘海蛟武汉轻工大学机械工程学院武汉430048 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

为实现船体加筋板结构的抗碰撞能力快速预报,提出了船体加筋板结构在球鼻艏撞击下发生大变形至破裂过程的耐撞性解析预报方法。针对大变形过程,提出了板及其附连加筋的理论变形模式,并基于塑性力学相关理论,得到了板和加筋的变形抗力计... 详细信息

为实现船体加筋板结构的抗碰撞能力快速预报,提出了船体加筋板结构在球鼻艏撞击下发生大变形至破裂过程的耐撞性解析预报方法。针对大变形过程,提出了板及其附连加筋的理论变形模式,并基于塑性力学相关理论,得到了板和加筋的变形抗力计算公式;针对初始破裂,提出了板的临界撞深计算公式,考虑加筋与板的耦合作用,推导了加筋对板临界撞深的影响计算公式,最终建立了加筋板的临界撞深计算方法。通过模型试验验证了所提解析预报公式的准确性。该研究成果对船体加筋板耐撞性的准确快速评估有一定贡献。

关键词：船舶碰撞船体加筋板简化解析法试验

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海洋运载装备技术与产业发展研究

中国工程科学 2020年第6期22卷 10-18页

作者：吴有生曾晓光徐晓丽曹博李洋中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中国船舶信息中心北京100101

海洋运载装备是建设海洋强国的基础支撑,我国在建设海洋强国、制造强国、交通强国的战略需求下,亟需加快推进海洋运载装备技术创新与产业高质量发展。本文针对我国海洋运载装备技术与产业未来发展问题,研判了世界海洋运载装备在市场、... 详细信息

海洋运载装备是建设海洋强国的基础支撑,我国在建设海洋强国、制造强国、交通强国的战略需求下,亟需加快推进海洋运载装备技术创新与产业高质量发展。本文针对我国海洋运载装备技术与产业未来发展问题,研判了世界海洋运载装备在市场、海洋科学研究与资源开发、绿色智能技术方面的发展需求,从船舶与海洋工程高等教育、科学研究、总体设计与总装建造、信息与通信导航、动力与配套机电等方面分析了当前世界海洋运载装备的技术现状与产业格局,总结了世界海洋运载装备的先进前沿技术。研究指出,近期海洋运载装备领域的重点发展方向为极地航行船舶技术、船舶智能制造技术、船舶优化节能技术等5个方面的突破性关键技术,建议设立智能船舶工程、超级生态环保船舶科技专项、船舶全生命周期运维保障科技专项。从顶层设计、政策引导、资金投入、协同创新、人才建设和国际合作等方面提出了促进我国海洋运载装备发展的对策建议,以期为船舶工业主管部门和“产学研用”相关机构前瞻布局技术研究方向提供参考。

关键词：海洋运载装备船舶与海洋工程绿色智能船舶极地船舶船舶配套产业

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基于四叉树自适应网格二维晃荡的数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2019年第2期40卷 266-272页

作者：赵勇李靖邹丽赵延杰大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院辽宁大连116024 高技术船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 中国船舶科学研究中心海洋防务技术创新中心江苏无锡214082

为提高液仓晃荡数值模拟精度和效率,本文结合VOF和树形自适应网格,直接离散不可压粘性流体的NS方程,对于纵摇和水平外激励所引起的二维液体强迫晃荡进行数值模拟。将计算得到的几种工况下的自由表面升高,力和力矩同解析解、实验值进行... 详细信息

为提高液仓晃荡数值模拟精度和效率,本文结合VOF和树形自适应网格,直接离散不可压粘性流体的NS方程,对于纵摇和水平外激励所引起的二维液体强迫晃荡进行数值模拟。将计算得到的几种工况下的自由表面升高,力和力矩同解析解、实验值进行了对比,验证了该数值方法对于此问题的有效性。通过网格自适应加密,不仅提高了计算效率,而且比势流解更为精确。

关键词：晃荡自适应网格四叉树结构 VOF模型数值模拟 N-S方程

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水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板耗能机理研究

中国舰船研究 2018年第3期13卷 13-22页

作者：赵延杰郝轶刘建湖张攀中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为了研究水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板的耗能机理,[方法]首先,开展泡沫夹芯板的水下接触爆炸试验,获得其破坏模式,并比较等质量钢板与不同配置夹芯板的抗爆耗能效果;然后,基于数值仿真,分析泡沫夹芯板在水下接触爆炸作用下的损... 详细信息

[目的]为了研究水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板的耗能机理,[方法]首先,开展泡沫夹芯板的水下接触爆炸试验,获得其破坏模式,并比较等质量钢板与不同配置夹芯板的抗爆耗能效果;然后,基于数值仿真,分析泡沫夹芯板在水下接触爆炸作用下的损伤过程,模拟夹芯板的破坏模式,统计各部分的耗能率。[结果]研究结果表明,同等条件下夹芯板的抗爆耗能效果优于等质量实体钢板,且上面板薄、下面板厚时的耗能效果最优;夹芯板耗能率可较实体钢板提高约5%~8%。[结论]根据试验和仿真结果,给出了泡沫夹芯板结构在水下接触爆炸作用下的耗能机理,可为舰船结构防护设计提供参考。

关键词：水下接触爆炸夹芯板破坏模式耗能