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海洋浮式平台复杂运动响应数值模拟研究
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作者 雷林 李文杰 季孟洁 《中国水运》 2025年第4期33-35,共3页
随着海洋工程面向深远海发展,半潜式浮式平台将遭遇复杂的海洋环境,研究复杂海况作用下浮式平台水动力性能,对海洋浮式平台动力响应和安全运行至关重要。传统的浮式平台物理模型试验具有一定尺度效应,经济性和实用性存在一定的不足。文... 随着海洋工程面向深远海发展,半潜式浮式平台将遭遇复杂的海洋环境,研究复杂海况作用下浮式平台水动力性能,对海洋浮式平台动力响应和安全运行至关重要。传统的浮式平台物理模型试验具有一定尺度效应,经济性和实用性存在一定的不足。文中采用数值水池工具,建立半潜式平台数值模型,数值仿真浮式平台多种波浪工况下的水动力运动响应,计算波漂力和平台运动幅值响应算子(RAO),分析平台在不规则波下的运动响应特征。为分析新型海洋浮式平台水动力性能评估提供一定指导意义。 展开更多
关键词 数值水池 海工平台 水动力性能
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基于改进型野马优化算法的船舶参数辨识方法
2
作者 綦志刚 张昊 +1 位作者 李冰 鲁喆 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期85-95,共11页
[目的]传统的参数辨识方法难以完成多维度、多自由度的综合参数辨识,为实时获取船舶的复杂参数和姿态信息,保证船舶在航行时的稳定性和安全性,将改进型野马优化算法(IWHO)引入船舶参数辨识方法,与传统的船舶辨识方法相结合,提高船舶参... [目的]传统的参数辨识方法难以完成多维度、多自由度的综合参数辨识,为实时获取船舶的复杂参数和姿态信息,保证船舶在航行时的稳定性和安全性,将改进型野马优化算法(IWHO)引入船舶参数辨识方法,与传统的船舶辨识方法相结合,提高船舶参数辨识精度。[方法]建立船舶纵向运动模型,引入动态惯性权重设计对野马优化算法进一步优化,完成船舶纵向参数辨识方法设计。[结果]通过对比分析采用不同算法时船舶辨识模型的跟踪效果,以及在不同海浪遭遇角下的船舶参数辨识结果,发现改进型野马优化算法的辨识误差为1%左右,远低于其他算法,表明基于该算法的辨识模型能更精确地跟踪航行时的船舶姿态。[结论]该辨识方法可实时为船舶航行提供精确的参数,提高船舶航行时的可操作性。 展开更多
关键词 船舶运动建模 辨识方法设计 野马优化算法 动态惯性权重 参数辨识
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内河大型双体客船波浪载荷试验及仿真预报
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作者 肖曙明 王娜 +2 位作者 陈志飚 刘敬喜 杨鹏 《船海工程》 北大核心 2024年第3期37-42,共6页
针对某内河大型双体客船,开展波浪载荷的模型试验和仿真预报研究。建立双体船波浪载荷预报的水动力仿真分析模型,获得双体船的垂荡、横摇、纵摇等运动响应特性,以及剪力、弯矩、转矩等波浪载荷沿船长方向的分布特征,研究航速对波浪载荷... 针对某内河大型双体客船,开展波浪载荷的模型试验和仿真预报研究。建立双体船波浪载荷预报的水动力仿真分析模型,获得双体船的垂荡、横摇、纵摇等运动响应特性,以及剪力、弯矩、转矩等波浪载荷沿船长方向的分布特征,研究航速对波浪载荷的影响规律。设计加工双体船缩尺模型,开展了波浪不同波长和浪向角下的载荷试验研究,并将仿真结果、试验结果进行比较,吻合较好。 展开更多
关键词 波浪载荷 超尺度 双体船 结构强度
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采用稀疏高斯过程的AUV动力学模型辨识方法
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作者 占晓明 薛阳 刘强 《造船技术》 2025年第1期66-71,共6页
自治式潜水器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的运动仿真和控制器设计均需要精确的操纵模型,但传统的建模方法和操纵方程不能使操纵模型达到较高的预测精度。针对高斯过程(Gaussian Process,GP)计算效率低、无法实现预测不确定性... 自治式潜水器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的运动仿真和控制器设计均需要精确的操纵模型,但传统的建模方法和操纵方程不能使操纵模型达到较高的预测精度。针对高斯过程(Gaussian Process,GP)计算效率低、无法实现预测不确定性传播的问题,提出一种采用稀疏高斯过程(Sparse Gaussian Process,SGP)的AUV模型辨识方法。建立AUV三自由度动力学模型,采用基于矩匹配的近似方法处理GP预测不确定性传播,采用基于距离相似度的SGP提高GP的计算效率。使用美国海军研究生院(Naval Postgraduate School,NPS)的AUV模型进行运动仿真。结果表明,所提出的方法泛化能力强、准确度高,可方便地用于AUV的动力学模型辨识。 展开更多
关键词 自治式潜水器 动力学模型 辨识方法 稀疏高斯过程 高斯过程 预测不确定性传播 矩匹配 距离相似度
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海洋核动力平台定位系统多体动力学模型试验验证 被引量:1
5
作者 郭冲冲 武文华 +1 位作者 吴国东 罗起航 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1251-1257,共7页
为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立... 为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立了定位系统的多体动力学仿真模型。搭建了定位系统1∶9缩比模型试验平台,并选取2种典型工况进行验证。研究结果表明:定位系统多体动力学模型计算的系泊腿受力与实验结果符合良好,平均误差在2%以内。算例分析发现,系泊腿受力循环次数主要集中在低幅值高均值区域。本文模型试验验证了所提出的定位系统多体动力学模型的可行性与正确性,能够为定位系统系泊能力的评估提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 海洋核动力平台 定位系统 多铰连接 多体动力学 约束反力 模型试验 六自由度平台 系泊能力
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单次船模阻力试验不确定度A类评定方法 被引量:1
6
作者 张立 陈伟民 胡健 《船海工程》 北大核心 2024年第3期74-77,83,共5页
通过单次试验实现不确定度A类评定的方法能够节省时间和成本,梳理阻力试验的采样和分析方法,以及不确定度的A类评定方法,从单次试验的采样时间序列出发,采用一种时间序列截断(time series truncation,TST)方法,提取不同计数周期的连续... 通过单次试验实现不确定度A类评定的方法能够节省时间和成本,梳理阻力试验的采样和分析方法,以及不确定度的A类评定方法,从单次试验的采样时间序列出发,采用一种时间序列截断(time series truncation,TST)方法,提取不同计数周期的连续的时间序列,以此生成一系列的观测样本,据此进行单次试验的均值输出和不确定度的A类评定,并与重复性试验结果对比。结果表明,TST方法的不确定度A类评定结果与重复性试验方法近似,满足工程应用要求;适用于任意单次试验;可在试验过程中实时分析。通过应用TST方法,能够在单次阻力试验时,提升试验结果输出的稳定性。 展开更多
关键词 阻力试验 不确定度 A类评定 船模试验
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船岸标一体智能航行实验系统设计与实现 被引量:2
7
作者 牟瀚知 吴军 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第6期58-63,共6页
针对船舶自主航行难题,设计与开发一种基于STM32微控制器的船岸标一体智能航行实验系统,包括航路标识模块、船载感知载荷模块、航行器控制模块。该系统能实现船舶在每个航路转向点前,仿真预报船舶操纵运动轨迹,使用PID控制航模操舵,以... 针对船舶自主航行难题,设计与开发一种基于STM32微控制器的船岸标一体智能航行实验系统,包括航路标识模块、船载感知载荷模块、航行器控制模块。该系统能实现船舶在每个航路转向点前,仿真预报船舶操纵运动轨迹,使用PID控制航模操舵,以提升转向控制精度。经船舶自主航行测试,验证了船岸标一体协同控制可行性和实用性。研究结果可为新一代航运系统中船舶智能航行提供有益的参考。 展开更多
关键词 航行智能控制 船岸标一体 实验系统 STM32微控制器 PID控制
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实船试航中不同浅水效应修正方法的对比分析 被引量:1
8
作者 胡琼 韩用涛 张旭 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第7期9-13,共5页
船舶航行时,当水深吃水比小于4或水深傅汝德数大于0.6时,会出现“浅水效应”。在实船测速试验中,需要对浅水效应进行适当修正,才能准确评估船舶的航速。目前常用的船舶浅水效应修正方法有Lackenby方法和Raven方法。本文介绍了这2种方法... 船舶航行时,当水深吃水比小于4或水深傅汝德数大于0.6时,会出现“浅水效应”。在实船测速试验中,需要对浅水效应进行适当修正,才能准确评估船舶的航速。目前常用的船舶浅水效应修正方法有Lackenby方法和Raven方法。本文介绍了这2种方法的基本原理和适用条件,并基于9艘船舶的实船测速试航数据,对这2种方法进行计算和比较,并分析2种方法对实船航速修正结果的影响,可为我国船舶测速试航及航速修正提供参考。 展开更多
关键词 船舶 浅水效应 航速修正 Lackenby方法 Raven方法
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共轭战斗部对舰艇舱室毁伤效果研究
9
作者 黄雪峰 初建鹏 +1 位作者 陈诚 詹发民 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第24期178-185,共8页
为了研究共轭战斗部装药对舰艇舱室的毁伤效应,进行舱室内爆炸毁伤试验并与数值模拟结果对比验证,运用LS-DYNA软件开展共轭战斗部两级装药爆炸仿真计算并与单级装药毁伤情况对比分析,同时研究前后级装药爆炸位置对舱室毁伤效果的影响。... 为了研究共轭战斗部装药对舰艇舱室的毁伤效应,进行舱室内爆炸毁伤试验并与数值模拟结果对比验证,运用LS-DYNA软件开展共轭战斗部两级装药爆炸仿真计算并与单级装药毁伤情况对比分析,同时研究前后级装药爆炸位置对舱室毁伤效果的影响。结果表明,装药量相同情况下,共轭战斗部两级装药爆炸产生的冲击波互相作用,有效提高了舱内典型位置的冲击波压力峰值,最高可达单级装药的6倍,增强了对舱室的毁伤效果;装药爆炸位置对舱室毁伤效果影响显著,内爆引起舱室上、下甲板的最大变形可达外嵌爆的1.6倍和1.75倍,毁伤性能优异,研究可为高效毁伤舰艇提供参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 共轭战斗部 高效毁伤 舰艇舱室
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滑行艇穿浪艏型线智能优化设计
10
作者 孙寒冰 白济维 +2 位作者 武超 刘嘉毅 尚晨瑞 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期180-190,共11页
[目的]针对滑行艇艏部型线对耐波性的影响,对其进行智能优化设计。[方法]基于某型穿浪艏滑行艇,以艏柱角度、二次曲线形因子、折角线艏部控制点坐标值为参数驱动艏部型线变形,对艇首进行参数化建模;基于模型试验结果验证数值计算方法,... [目的]针对滑行艇艏部型线对耐波性的影响,对其进行智能优化设计。[方法]基于某型穿浪艏滑行艇,以艏柱角度、二次曲线形因子、折角线艏部控制点坐标值为参数驱动艏部型线变形,对艇首进行参数化建模;基于模型试验结果验证数值计算方法,根据数值计算结果建立代理模型;优化体积弗劳德数F r?=2.7工况下的静水阻力及在规则波中的运动响应幅值,探究设计航速下兼顾阻力与耐波性的艇首型线优化设计。[结果]结果显示,以静水阻力与波浪平均阻力增幅不超过12%为约束,优化后新艇型的加速度幅值、垂荡幅值、纵摇幅值和升沉值均减小了20%。[结论]通过优化艇首型线,在保证滑行艇低阻力的同时能改善其在规则波中的运动响应,可为滑行艇型线优化提供智能优化设计方法。 展开更多
关键词 船舶设计 多目标优化 滑行艇 艏部型线 智能优化 阻力 运动响应
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低温试验室内小型风洞设计及结冰过程试验
11
作者 陈啸东 钱作勤 张羽佳 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2024年第2期292-297,共6页
在低温试验室中利用自搭建风洞设备提供水结冰所需的风速和温度条件,研究了极区风速、温度对水结冰速率的影响.结果表明:结冰池经历了整体快速降温和结冰两个阶段.在前一阶段对流换热占主体换热地位,风速影响大于温度影响;后一阶段随冰... 在低温试验室中利用自搭建风洞设备提供水结冰所需的风速和温度条件,研究了极区风速、温度对水结冰速率的影响.结果表明:结冰池经历了整体快速降温和结冰两个阶段.在前一阶段对流换热占主体换热地位,风速影响大于温度影响;后一阶段随冰厚增加热传导占比逐渐上升,温度的影响也逐渐上升.结合温度变化与冰厚生长数据,计算得出降温速度与结冰速度,结合温度与风速分别进行曲面拟合,得到降温速度、结冰速度关于温度、风速的关系式. 展开更多
关键词 结冰过程 风洞试验 风速 温度
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浅谈某圆筒型FPSO倾斜试验
12
作者 刘燕姿 徐超 +2 位作者 刘鹏 陈耀辉 张颜龙 《石油和化工设备》 CAS 2024年第5期143-145,142,共4页
圆筒型FPSO是有别于传统船型FPSO的新型FPSO,具有可转移、抗风浪能力强、适应水深范围广、可重复使用等优点。目前,船型FPSO倾斜试验技术、方法和标准已经较为成熟,而圆筒型FPSO相关资料较少。某大型圆筒型FPSO近期在某建造场地完工,文... 圆筒型FPSO是有别于传统船型FPSO的新型FPSO,具有可转移、抗风浪能力强、适应水深范围广、可重复使用等优点。目前,船型FPSO倾斜试验技术、方法和标准已经较为成熟,而圆筒型FPSO相关资料较少。某大型圆筒型FPSO近期在某建造场地完工,文章从该大型圆筒型FPSO倾斜试验原理入手,重点论述了试验前准备、试验流程及试验执行回顾,并就其中的细节进行了重点描述,旨在为以后相似船型倾斜试验提供参考。 展开更多
关键词 圆筒型FPSO 倾斜试验 施工准备 试验流程 执行回顾
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深海采矿系统模型水池试验方案
13
作者 徐剑 黄宏 刘俊 《造船技术》 2024年第1期43-46,79,共5页
深海采矿系统单一模块研究无法准确反应其实际运行特性。搭建深海采矿系统模型水池试验平台,分析深海采矿系统运动力学特性,提出深海采矿系统模型全流程水池试验方案,为深海采矿系统全流程模拟提供技术支撑。
关键词 深海采矿系统模型 水池试验 运动力学特性 采矿车
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平陆运河先导段船舶操纵仿真模拟试验研究 被引量:1
14
作者 李晓楠 龙翔宇 高成岩 《珠江水运》 2024年第3期92-95,共4页
为确保平陆运河建设的技术及经济性的合理性,通过船舶驾驶模型仿真试验,研究设计代表船型在平陆运河先导段水文气象条件下的航行性能状态,进一步优化初步设计航道设计方案。本试验首先利用通航实船模型对两种代表船型进行快速性基础性试... 为确保平陆运河建设的技术及经济性的合理性,通过船舶驾驶模型仿真试验,研究设计代表船型在平陆运河先导段水文气象条件下的航行性能状态,进一步优化初步设计航道设计方案。本试验首先利用通航实船模型对两种代表船型进行快速性基础性试验,再结合水流仿真模拟建立船舶操纵模型和电子航道图,最后进行操船试验。试验结果表明先导段设计航道宽度80m满足安全通航要求,并给出了建议的航速航法。 展开更多
关键词 平陆运河 船舶操纵 船舶模拟仿真 航道
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航海模拟器中破冰船破冰阻力数值计算 被引量:1
15
作者 王晓雪 张秀凤 +1 位作者 刘兆春 孟耀 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期204-212,共9页
为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量... 为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量纲化冰阻力系数的数值计算结果对比,证明了本文数值计算的可靠性;本文数值计算结果与经验公式进行对比分析,误差在20%之内,进一步验证了本文数值模拟的正确性;利用“雪龙2号”简化后的楔形体模型,本文研究了船体不同速度、不同破冰角度以及平整冰厚度时船-冰碰撞的响应特性,定性分析了不同工况下的船-冰碰撞过程中船舶受到的碰撞力、能量损耗等规律。同时,利用简化模型楔形体对船舶破冰阻力的参数敏感度进行研究,有利于获得破冰阻力随多参数变化的规律,将在不同工况下得到的破冰阻力平均值利用矩形域最小二乘法曲面拟合出破冰阻力公式。建立适用于运动数学模型实时解算的破冰阻力离线数据库,利用插值方法实时获得冰阻力,为冰区航海模拟器船舶运动数学模型中的冰阻力计算提供一定参考。 展开更多
关键词 冰区船舶 平整冰 有限元分析 船-冰碰撞 数值仿真 航海模拟器
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高速重载大行程运动升降平台设计及实现 被引量:1
16
作者 钱倩宇 吴勇 李维嘉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期319-324,共6页
[目的]为满足恶劣海况下舰船的大幅运动模拟需求,开展高速、重载、大行程运动升降平台的研发工作。[方法]针对运动平台的重载、高速及变参数特点,基于Adams仿真平台对采用重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台进行动力学仿真分析... [目的]为满足恶劣海况下舰船的大幅运动模拟需求,开展高速、重载、大行程运动升降平台的研发工作。[方法]针对运动平台的重载、高速及变参数特点,基于Adams仿真平台对采用重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台进行动力学仿真分析,提出一种基于模糊PID控制的多电机同步驱动控制系统,并基于控制特性相似原理研制了1∶14的缩比高速升降平台。[结果]通过平台的响应特性试验,验证了控制系统具有同步性强、控制精度高的优点,运动平台可以良好地模拟恶劣海况下舰船的升沉运动。[结论]所设计的重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台可填补舰船大幅升沉运动模拟领域的空白,并对类似运动模拟器的研发具有参考意义。 展开更多
关键词 升降平台 运动控制 高速重载 钢缆
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基于船舶回转试验建立横摇响应型数学模型 被引量:11
17
作者 张显库 杨佐昌 +2 位作者 关巍 陈铎 谢洪彬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2009年第4期77-79,99,共4页
为了建立船舶横摇响应型数学模型,在"育鲲"轮上进行了船舶回转试验。在试验数据处理分析的基础上,结合理论讨论,提出了横摇响应型数学模型的结构,并给出了"育鲲"轮的横摇响应型数学模型。该模型简单,便于分析。
关键词 船舶 舰船工程 回转试验 横摇 响应型数学模型
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数据驱动下船舶海试数据预报方法与应用研究
18
作者 王超 李祥林 刘润泽 《珠江水运》 2024年第15期113-115,共3页
本研究旨在介绍船舶海试内容,进而探讨基于数据驱动的船舶海试数据预报方法及其在船舶性能评估和安全管理中的应用。通过实际海试数据和船舶运行数据,结合机器学习和数据挖掘技术,建立预测模型,可以实现对船舶在不同海况下性能表现的准... 本研究旨在介绍船舶海试内容,进而探讨基于数据驱动的船舶海试数据预报方法及其在船舶性能评估和安全管理中的应用。通过实际海试数据和船舶运行数据,结合机器学习和数据挖掘技术,建立预测模型,可以实现对船舶在不同海况下性能表现的准确预测。数据驱动的预测方法能够有效提高船舶海试数据的准确性和实用性,为船舶设计优化、船舶运营管理和航海安全提供重要支持。 展开更多
关键词 船舶海试 数据驱动 数据预报
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导管架平台浮托法安装的数值模拟与模型试验 被引量:22
19
作者 许鑫 杨建民 吕海宁 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期439-445,共7页
以一座导管架平台实际安装为例,分别使用数值计算和模型试验的方法对浮托法安装进行了系统的研究.对整个浮托安装过程仔细剖析,选出具有代表性的工况,分别从频域和时域两方面分析.分析结果表明,数值计算与模型试验结果吻合良好,数值模... 以一座导管架平台实际安装为例,分别使用数值计算和模型试验的方法对浮托法安装进行了系统的研究.对整个浮托安装过程仔细剖析,选出具有代表性的工况,分别从频域和时域两方面分析.分析结果表明,数值计算与模型试验结果吻合良好,数值模拟方法具有较高的可靠性.在所考虑的海况条件下,驳船与上部模块运动符合要求,各种装置上受力均在允许范围内,可以进行安装作业. 展开更多
关键词 浮托法 导管架平台 海上安装 上部模块
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舰船噪声波形结构特征提取及分类研究 被引量:23
20
作者 蔡悦斌 张明之 +1 位作者 史习智 林良骥 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期129-130,共2页
本文系统深入地分析研究了舰船噪声信号的时域波形结构特征,利用舰船噪声信号的过零点、峰间幅值、波长差、波列面积分布以及时域特性提取技术,将原始舰船噪声信号时域波形分类信息表达成了11维的分类特征向量,同时设计了结构自适应... 本文系统深入地分析研究了舰船噪声信号的时域波形结构特征,利用舰船噪声信号的过零点、峰间幅值、波长差、波列面积分布以及时域特性提取技术,将原始舰船噪声信号时域波形分类信息表达成了11维的分类特征向量,同时设计了结构自适应模型聚类神经网络分类器,对提取的舰船噪声分类特征向量进行分类.训练样本集平均识别率达96.72%;测试样本集平均识别率达88.39%。 展开更多
关键词 舰船 噪声信号 波形结构 自适应模糊聚类
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