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超大型浮式旅游平台运动和波浪载荷性能研究

中国造船 2024年第2期65卷 112-124页

作者：王琦彬何春荣程小明张欣玉丁军倪歆韵中国船舶科学研究中心无锡214082 深海技术科学太湖实验室无锡214082

基于多连通域浮体水弹性响应分析方法,对浮箱构型和浮箱-半潜式混合构型的超大型浮式旅游平台概念设计方案在波浪中的运动和波浪载荷性能开展研究。对两种方案在波浪中的运动响应、作业工况下平台的加速度和低频振动舒适度、生存工况下... 详细信息

基于多连通域浮体水弹性响应分析方法,对浮箱构型和浮箱-半潜式混合构型的超大型浮式旅游平台概念设计方案在波浪中的运动和波浪载荷性能开展研究。对两种方案在波浪中的运动响应、作业工况下平台的加速度和低频振动舒适度、生存工况下波浪载荷进行对比与分析,并提出了基于局部结构特征载荷的等效设计波参数的确定方法。研究可为大型多连通域海上浮式平台的运动和波浪载荷评估,以及构型优化设计提供指导。

关键词：旅游平台超大型浮体水弹性运动响应波浪载荷

基于连续介质损伤力学的钛合金耐压球壳极限强度分析

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船舶力学 2024年第1期28卷 92-102页

作者：张博文万正权赵青徐强张爱锋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

本文在连续介质损伤力学理论框架下,以深海载人装备耐压球壳结构为研究对象,开展Bonora损伤模型适用性研究。首先,设计TA31钛合金加载卸载试验,依据试验结果,分析Bonora模型参数对材料应力应变响应的影响规律;随后,提出一种模型参数校... 详细信息

本文在连续介质损伤力学理论框架下,以深海载人装备耐压球壳结构为研究对象,开展Bonora损伤模型适用性研究。首先,设计TA31钛合金加载卸载试验,依据试验结果,分析Bonora模型参数对材料应力应变响应的影响规律;随后,提出一种模型参数校准方法,依据试验数据确定TA31钛合金的模型参数;最后,将Bonora模型通过VUMAT子程序的形式嵌入到有限元软件中,开展钛合金球壳结构的极限强度分析,并与传统方法进行对比。研究结果表明,在耐压球壳极限强度分析中,引入Bonora模型可以准确模拟耐压球壳结构的失效模式和破坏压力。该模型在材料本构关系中考虑了屈服强度、抗拉强度以及最大塑性应变的影响,结构失效的物理意义更加明确,对材料性能的优化与提升具有指导意义。

关键词：钛合金耐压球壳连续介质损伤力学 Bonora模型数值模拟

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深海载人潜水器的水下稳性分析研究

船舶力学 2024年第5期28卷 716-724页

作者：胡中惠刘帅曲文新叶聪胡震中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海载人装备国家重点实验室江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082

水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本... 详细信息

水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本公式为基础,结合潜水器耐压结构、浮力材料和液压油的浮力损失计算方法,建立深海载人潜水器水下稳心高数学模型,提出一种深海载人潜水器水下稳性分析方法。以“深海勇士”号载人潜水器为研究对象,对深海载人潜水器的水下稳性进行计算分析,得出深海载人潜水器水下稳心高的变化规律,可为深海载人潜水器的设计提供参考。

关键词：载人潜水器水下稳性稳心高

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水下大功率LED灯散热数值模拟和试验研究

半导体光电 2024年

作者：陈康李锦李晓伟夏彬葛锡云深海技术科学太湖实验室中国船舶科学研究中心深海载人装备国家重点实验室

为进行水下大功率LED灯散热结构的多方案优化设计,基于CFD方法对某一型自主设计、加工和制造的LED灯进行自然对流工况下的流-固共轭传热数值模拟;为验证仿真结果准确性,进行了水箱试验验证,得到的热平衡状态下测点温度值与试验结果平均... 详细信息

为进行水下大功率LED灯散热结构的多方案优化设计,基于CFD方法对某一型自主设计、加工和制造的LED灯进行自然对流工况下的流-固共轭传热数值模拟;为验证仿真结果准确性,进行了水箱试验验证,得到的热平衡状态下测点温度值与试验结果平均相对误差为2.9%;为预测实际水下环境中LED灯的内部工作温度,进行了水下大空间中LED灯的热平衡数值模拟,比较了不同海水流速下,横向和竖向翅片对应测点的温度变化趋势,为进一步优化特定作业环境下的LED灯散热结构提供参考。

关键词：大功率LED灯数值模拟自然对流共轭传热水下大空间

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楔形物作用下加筋板结构的耐撞性

上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1057-1066页

作者：陈虹廷赵延杰周红雨王德禹上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 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

为了预报楔形物偏心垂向准静态压载作用下船舶加筋板结构的抵抗能力,提出了新的简化解析方法,将矩形板的塑性变形区域划分为非对称的8个板块,将骨材划分为非对称的2个部分,矩形板、骨材各部分均采用直线的变形模式,从船舶碰撞内部动力... 详细信息

为了预报楔形物偏心垂向准静态压载作用下船舶加筋板结构的抵抗能力,提出了新的简化解析方法,将矩形板的塑性变形区域划分为非对称的8个板块,将骨材划分为非对称的2个部分,矩形板、骨材各部分均采用直线的变形模式,从船舶碰撞内部动力学的角度,基于刚塑性理论,考虑膜拉伸作用和弯曲作用,推导了矩形板、骨材在楔形物偏心垂向作用下发生变形损伤的抵抗力与横向变形之间的简化解析计算方法.利用非线性有限元软件Abaqus的仿真计算结果对该简化解析方法进行验证.结果表明,该简化解析方法具有较高的计算精度,从而可用于船体结构设计阶段快速预报船舶舷侧结构的耐撞性能.

关键词：结构耐撞性楔形物加筋板简化解析方法

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深海载人潜水器直流无刷电机驱动控制研究

舰船科学技术 2024年第1期46卷 126-131页

作者：张伟杨申申何巍巍李德军郑鹏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 深海载人装备国家重点实验室江苏无锡214082

为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用... 详细信息

为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用单片机对系统的电压、电流、温度、转速、位置信息进行检测,为控制系统提供必要的信息反馈,对应用直流无刷电机的系统状态起到实时信息监测的功能。实验结果表明,研制的直流无刷电机驱动器在电机全转速范围内具有较高的工作效率,额定工况点效率高达90%以上,且在全转速范围内,提高了电机运转的平稳度,降低了系统噪声。研究成果对提高深海载人潜水器电机的工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声具有很好的支撑作用。

关键词：载人潜水器直流无刷电机超前角智能相位控制智能功率模块

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一种AUV模块化载体结构设计与实现

舰船科学技术 2024年第4期46卷 74-77页

作者：胡中惠张家锐李文跃王磊姜磊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 深海载人装备国家重点实验室江苏无锡214082

随着科技的不断发展,水下作业任务呈多样化、复杂化的趋势,针对自主式水下无人航行器功能多样性的问题,采用模块化的设计思想,提出一种载体结构设计方法。以某300 m级探测型AUV为例,对本文提出的载体结构进行验证。水池试验结果表明,本... 详细信息

随着科技的不断发展,水下作业任务呈多样化、复杂化的趋势,针对自主式水下无人航行器功能多样性的问题,采用模块化的设计思想,提出一种载体结构设计方法。以某300 m级探测型AUV为例,对本文提出的载体结构进行验证。水池试验结果表明,本文提出的模块化载体结构运行情况良好,保证了AUV各项功能的实现,可为水下无人航行器的工程设计提供参考。

关键词：水下无人航行器载体结构模块化

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多连通域浮式平台波浪载荷水池模型试验研究

海洋工程 2024年第1期42卷 58-66页

作者：耿彦超丁军俞俊王琦彬凌宏杰邬志佳朱云龙谢卓雨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 江苏科技大学江苏镇江212003

大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,... 详细信息

大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,通过观察试验现象和分析测量数据,获得了不同方案大型多连通域浮式平台的波浪载荷特性。试验结果表明:由于平台质量大、振动阻尼大,所以高频载荷成分小;平台在自由状态下载荷值基本都小于平台只释放垂荡状态载荷值;在方案四高波高状态下,平台波浪载荷的高频成分包含了波浪的非线性、约束柱与平台之间的耦合、平台自身的高频振动等。研究成果可为大型海上旅游浮式综合体的结构设计提供设计载荷输入,支撑平台的强度校核评估。

关键词：多连通域浮体海洋平台波浪载荷水弹性响应

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系统思维在载人潜水器设计中的应用

舰船科学技术 2024年第6期46卷 1-6页

作者：姜磊龙如银王育红苏忻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 江南大学江苏无锡214082

系统思维以及系统方法论在复杂巨系统的设计上有着极大优势。载人潜水器作为一种大型装备,其设计过程中大量采用了系统方法论。本文对载人潜水器的组成、功能等进行介绍,对系统思维和系统方法论应用于载人潜水器设计的必要性进行分析,... 详细信息

系统思维以及系统方法论在复杂巨系统的设计上有着极大优势。载人潜水器作为一种大型装备,其设计过程中大量采用了系统方法论。本文对载人潜水器的组成、功能等进行介绍,对系统思维和系统方法论应用于载人潜水器设计的必要性进行分析,对常见的系统方法论进行介绍。并结合具体示例,从载人潜水器总体、载人潜水器分系统之间、载人潜水器分系统自身等层面,对载人潜水器设计过程中所采用的系统方法进行介绍。最后,以生命支持分系统为例,从该系统的运行时长及故障数量角度出发,验证系统思维和系统方法论在该系统的设计过程中发挥的作用。

关键词：系统思维系统方法论载人潜水器生命支持系统