基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计 被引量：2

1

作者 刘强 梁利华 +1 位作者 吉明 李国斌 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第2期197-203,共7页

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解。然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计。从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定... 针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解。然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计。从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能。因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值。 展开更多

关键词 swath船 鳍 遗传算法 多目标优化 PARETO解

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带首鳍斜支柱SWATH水动力的数值研究 被引量：3

2

作者 邓锐 黄德波 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第4期564-567,共4页

该文是将CFD软件FLUENT用于带首鳍斜支柱SWATH粘性流场计算的一个尝试和探索性研究,重点在对有自由液面模型的研究。文中详细模拟了不带自由表面和带有自由表面的情况下有首鳍和不带首鳍,以及在带有自由表面的情况下首鳍0度攻角和5度攻... 该文是将CFD软件FLUENT用于带首鳍斜支柱SWATH粘性流场计算的一个尝试和探索性研究,重点在对有自由液面模型的研究。文中详细模拟了不带自由表面和带有自由表面的情况下有首鳍和不带首鳍,以及在带有自由表面的情况下首鳍0度攻角和5度攻角时SWATH周围的粘性流场,计算了其所受到的阻力和力矩,数值模拟与实验结果大体上吻合良好。 展开更多

关键词 斜支柱 swath 船舶粘性流场 首鳍 数值模拟 FLUENT软件

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基于参数化子模型的SWATH船典型节点抗疲劳设计 被引量：4

3

作者 任慧龙 张清越 +1 位作者 胡雨蒙 江雪云 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第6期11-15,20,共6页

复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤... 复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤理论和Weibull分布连续模型的疲劳强度分析。并通过有限元分析软件Ansys及其参数化编译语言APDL建立该典型节点的参数化子模型,结合以表征结构疲劳寿命的累积损伤度和影响疲劳强度的形状和尺寸参数建立的优化模型进行优化设计研究。算例结果表明,该方法能够在提高结构疲劳强度的情况下,提出结构重量较轻的节点形状和尺寸方案,为此类结构的抗疲劳设计提供参考。 展开更多

关键词 小水线面双体船 参数化子模型 APDL 累积损伤度 抗疲劳设计

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SWATH船纵向运动的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制

4

作者 白春江 王庆武 赵健 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第3期58-62,共5页

针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船... 针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船为研究对象,分别采用分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器和最优PID控制器对其等效Nomoto模型和考虑风浪干扰后的模型进行仿真研究。最后,对它们的控制性能及控制能量消耗进行比对分析。通过分析发现,本文所提出的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的控制效果明显优于最优PID控制器,且分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器更为节能。 展开更多

关键词 swath船 纵向运动 分数阶PI^(λ)D^(μ)控制

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稳定鳍和波高对SWATH波浪中纵向运动影响模型试验研究 被引量：2

5

作者 孙小帅 姚朝帮 叶青 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期674-679,共6页

为研究小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)的耐波性,在拖曳水池里开展了SWATH顶浪规则波中纵向运动模型试验,研究了航速和稳定鳍纵向位置变化对船体纵向运动性能的影响,以及波高变化对船体运动响应的非线性影响。... 为研究小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)的耐波性,在拖曳水池里开展了SWATH顶浪规则波中纵向运动模型试验,研究了航速和稳定鳍纵向位置变化对船体纵向运动性能的影响,以及波高变化对船体运动响应的非线性影响。试验结果表明:不同航速下,船体的垂荡传递函数和纵摇传递函数均随着波长变化呈现出双极值;不同航速时的垂荡传递函数的极值大小变化较小。稳定鳍纵向位置移动3.5%设计水线长时,对模型的运动响应影响不明显。随着波高增加,模型运动响应的非线性特征突出表现在共振区附近,在低速时更为显著。 展开更多

关键词 小水线面双体船 耐波性 稳定鳍 波高 非线性 规则波

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基于自抗扰控制的SWATH船纵向运动控制 被引量：1

6

作者 叶志洲 姚华利 孙洪飞 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期190-195,共6页

针对具有非线性、强耦合性及参数不确定性的小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)纵向运动多变量控制系统,采用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)多变量解耦控制方法设计鲁棒镇定控制器.ADRC... 针对具有非线性、强耦合性及参数不确定性的小水线面双体船(small water-plane area twin hull,SWATH)纵向运动多变量控制系统,采用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)多变量解耦控制方法设计鲁棒镇定控制器.ADRC主要特点是实时估计对象模型摄动和外扰的总和作用量,并在控制回路中加以补偿,实现对象的实时动态反馈线性化.建立了某型号SWATH纵向运动ADRC多变量解耦控制系统,并与线性二次型调节器控制效果进行比较.数值仿真表明,该控制器对模型的不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性和适应能力. 展开更多

关键词 小水线面双体船 自抗扰控制 多变量解耦

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小水线面双体船五自由度运动建模与仿真 被引量：5

7

作者 马建文 张安西 +1 位作者 周兆欣 郭绍义 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第2期133-136,150,共5页

[目的]为了提高航海模拟器中小水线面双体船(SWATH)的模拟精度,更好地掌握此类船舶的操纵特性,[方法]根据SWATH船型的运动特点,在MMG三自由度模型的基础上,较为完整地计入耦合的纵荡、横荡、艏摇、横摇及纵摇运动,建立SWATH的五自由度... [目的]为了提高航海模拟器中小水线面双体船(SWATH)的模拟精度,更好地掌握此类船舶的操纵特性,[方法]根据SWATH船型的运动特点,在MMG三自由度模型的基础上,较为完整地计入耦合的纵荡、横荡、艏摇、横摇及纵摇运动,建立SWATH的五自由度运动数学模型。基于此应用模型建立SWATH的实船数学模型,对该数学模型进行微分求解,仿真模拟SWATH的旋回运动、Z形运动,并进行定性分析。[结果]分析显示:仿真模拟结果符合SWATH操纵运动原理及实际运动特征,验证了数学模型的准确性。[结论]该模型可真实反映实船的运动规律,可应用于航海模拟器中。 展开更多

关键词 小水线面双体船 五自由度 航海模拟器 数值仿真

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基于移动脉动源格林函数的小水线面双体船耐波性频域计算 被引量：7

8

作者 孙小帅 姚朝帮 +1 位作者 熊鹰 叶青 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期698-707,共10页

基于三维移动脉动(3DTP)源格林函数,针对安装稳定鳍的小水线面双体船(SWATH),计入两片体之间的水动力干扰、黏性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性频域计算方法.通过与SWATH试验模型(SWATH-M)的试验结果对比,验证了计算方法的可靠性,进... 基于三维移动脉动(3DTP)源格林函数,针对安装稳定鳍的小水线面双体船(SWATH),计入两片体之间的水动力干扰、黏性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性频域计算方法.通过与SWATH试验模型(SWATH-M)的试验结果对比,验证了计算方法的可靠性,进而研究了航速对SWATH-M耐波性的影响,并分析了黏性和稳定鳍对SWATH-M整船所受水动力的贡献.结果表明,基于3DTP的船体运动计算结果与试验结果吻合良好.船体的运动响应算子随波长变化呈现出双极值.随着航速提高,短波共振区附近的运动响应算子极值增大,而长波共振区附近的运动响应算子极值降低.黏性和稳定鳍对阻尼系数的影响主要体现在垂荡-垂荡阻尼系数和纵摇-纵摇阻尼系数上,对波浪干扰力的影响主要体现在垂荡力虚部和纵摇力矩实部. 展开更多

关键词 小水线面双体船 三维移动脉动源格林函数 耐波性 频域

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新概念潜浮平台自航模操控系统设计 被引量：2

9

作者 蒲浩 冯正平 易宏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1312-1316,共5页

介绍了所设计的自航模操控系统的硬、软件设计.其中:岸上和自航模间采用上、下位机控制体系,利用无线局域网在上、下位机间进行通信;伺服及执行机构采用成熟的可编程元件,并配备多种运动和位置传感器及报警设备;采用基于Matlab的混合编... 介绍了所设计的自航模操控系统的硬、软件设计.其中:岸上和自航模间采用上、下位机控制体系,利用无线局域网在上、下位机间进行通信;伺服及执行机构采用成熟的可编程元件,并配备多种运动和位置传感器及报警设备;采用基于Matlab的混合编程技术编写操控软件.结果表明,所设计的自航模可以减小其硬、软件开发的工作量并提高系统的可靠性.系统的开环实验表明,该系统操作便捷、功能丰富且扩展性强,能够反映新概念潜浮平台的操纵性. 展开更多

关键词 小水线面双体船 自航模 操控系统

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斜支柱小水线面双体船水动力性能的数值研究 被引量：3

10

作者 毛立夫 李英辉 易宏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1428-1439,共12页

基于三维势流理论并考虑黏性阻尼,计算某斜支柱小水线面双体(I-SWATH)船在波浪中的运动响应.与常规直支柱小水线面双体船和代尔夫特372双体船进行对比,I-SWATH船具有更好的耐波性能.以此为基础,充分考虑黏性条件,通过求解雷诺平均Navier... 基于三维势流理论并考虑黏性阻尼,计算某斜支柱小水线面双体(I-SWATH)船在波浪中的运动响应.与常规直支柱小水线面双体船和代尔夫特372双体船进行对比,I-SWATH船具有更好的耐波性能.以此为基础,充分考虑黏性条件,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程并结合重叠网格方法,进一步研究该I-SWATH船在静水及规则波中的阻力性能及运动响应.计算结果表明:I-SWATH船存在波浪增阻为负值的情况,并获得了在某种程度上倾斜支柱能够利用波浪能量的结论. 展开更多

关键词 小水线面双体船 斜支柱 黏性阻尼 雷诺平均Navier-Stokes方程 运动响应 波浪增阻

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基于零兴波理论的非常规小水线面双体船设计 被引量：2

11

作者 钱鹏 易宏 +1 位作者 李英辉 于升杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1053-1058,共6页

基于零兴波阻力理论,提出了一种非常规的S曲线形小水线面双体船(SWATH),其片体关于船中对称,单片体有一定艏向偏角.基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程黏流理论对设计进行求解验证,给出了设计的非常规SWATH静水中阻力性能.与常规带有... 基于零兴波阻力理论,提出了一种非常规的S曲线形小水线面双体船(SWATH),其片体关于船中对称,单片体有一定艏向偏角.基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程黏流理论对设计进行求解验证,给出了设计的非常规SWATH静水中阻力性能.与常规带有鱼雷体状潜体的SWATH相比,设计的S形非常规SWATH不仅在低航速下(弗劳德数Fr=0.3)具有较低的阻力,在高速下(Fr≥0.8)也具有绝对的低阻优势. 展开更多

关键词 小水线面双体船 S曲线形 船舶阻力 零兴波

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浸深对高速斜支柱小水线面双体船阻力的影响 被引量：2

12

作者 毛立夫 魏成柱 +1 位作者 李英辉 易宏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期276-282,共7页

以DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)公开的Suboff潜艇模型作为鱼雷体并以NACA(National Advisory Committee for Aeronautics)翼型生成支柱构建了一艘斜支柱小水线面双体船.以此为基础,考虑黏性,通过求解RANS方程,系... 以DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)公开的Suboff潜艇模型作为鱼雷体并以NACA(National Advisory Committee for Aeronautics)翼型生成支柱构建了一艘斜支柱小水线面双体船.以此为基础,考虑黏性,通过求解RANS方程,系统地和针对性地研究了浸深分别对高速斜支柱小水线面双体船鱼雷体和整船阻力的影响,揭示了不同航速下各阻力成分与浸深之间的关系.通过研究发现:浸深对高速斜支柱小水线面双体船阻力影响显著,航速越高,浸深对整船阻力的影响越显著;虽然在近水面由于兴波的存在,鱼雷体阻力随浸深的减小而增大,但是整船阻力还是随着浸深的减小而减小. 展开更多

关键词 高速斜支柱小水线面双体船 浸深 阻力 黏性 鱼雷体

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小水线面双体船阻力及航态预报方法 被引量：3

13

作者 龚家烨 李云波 常赫斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1427-1432,共6页

为了在小水线面双体船船型设计阶段实现阻力与航态的快速预报,基于Dawson方法,通过船体局部网格快速划分迭代求解船体纵倾、升沉以及不同航态下的湿表面积变化,从而实现提高阻力预报精度和航行姿态的预报。同时针对不同数值处理对计算... 为了在小水线面双体船船型设计阶段实现阻力与航态的快速预报,基于Dawson方法,通过船体局部网格快速划分迭代求解船体纵倾、升沉以及不同航态下的湿表面积变化,从而实现提高阻力预报精度和航行姿态的预报。同时针对不同数值处理对计算结果的影响进行了探讨。以排水式Wigley船型为例,将基于改进后Dawson方法的阻力与航态理论预报结果与试验结果、商业软件非线性方法的计算结果进行了对比,对所用理论及网格划分、表面积分等数值方法的选择进行了讨论与验证。运用验证后的理论及数值方法,对小水线面双体船型进行了兴波阻力、湿表面积、航行姿态及总阻力预报,并与试验结果进行对比,可以看出理论计算结果与试验结果在峰值与趋势上都吻合良好。研究表明,在小水线面双体船阻力预报时考虑航行姿态和湿表面积变化所产生的影响是十分必要的。验证了方法对于小水线面双体船阻力与航态的快速预报是可行有效的。 展开更多

关键词 小水线面双体船 Dawson方法 兴波阻力 航行姿态 湿表面积

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改进协同优化算法在船舶概念设计中的应用(英文) 被引量：5

14

作者 姚壮乐 陈超核 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期1453-1459,共7页

文章介绍了多学科优化算法的发展以及在船舶设计中应用的广阔前景,针对其中的协同优化算法进行了详细介绍,并根据其存在的不足提出了动态罚函数的改进方法,通过对系统级优化问题进行改造,将其转化为无约束优化问题,降低了求解难度且提... 文章介绍了多学科优化算法的发展以及在船舶设计中应用的广阔前景,针对其中的协同优化算法进行了详细介绍,并根据其存在的不足提出了动态罚函数的改进方法,通过对系统级优化问题进行改造,将其转化为无约束优化问题,降低了求解难度且提高了计算精度。对某型SWATH船阻力和结构的优化问题进行了简化、求解,最终结果降低了油耗,表明了该算法在船舶概念设计中应用的可行性。 展开更多

关键词 协同优化算法 动态罚函数 小水线面双体船

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小水线面双体船耐波性能CFD不确定度分析 被引量：6

15

作者 邓磊 彭弘宇 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期17-24,共8页

基于ITTC推荐的CFD不确定度分析规程,开展基于RANS方程的小水线面双体船(SWATH)波浪中纵向运动计算结果的不确定度分析。分别验证计算模型的网格收敛性和时间步长的收敛性,发现相比于网格的疏密,该数值求解模型对于时间步长更为敏感。... 基于ITTC推荐的CFD不确定度分析规程,开展基于RANS方程的小水线面双体船(SWATH)波浪中纵向运动计算结果的不确定度分析。分别验证计算模型的网格收敛性和时间步长的收敛性,发现相比于网格的疏密,该数值求解模型对于时间步长更为敏感。通过与试验数据进行对比,计算结果基本得到确认,并由此建立了顶浪规则波中SWATH船纵向运动数值计算结果的确认等级。在此基础上,进一步开展了该SWATH船在2个波高多个波长条件下的运动求解,计算结果均与试验结果吻合较好,说明所采用的数值计算模型对于求解SWATH船在波浪中的运动问题具有较好的适用性和可靠性。 展开更多

关键词 小水线面双体船 RANS 不确定度分析 波浪中运动 验证和确认

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基于移动脉动源格林函数的小水线面双体船耐波性时域计算方法研究 被引量：1

16

作者 孙小帅 姚朝帮 +1 位作者 熊鹰 叶青 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期562-571,共10页

为在时域内研究小水线面双体船的运动,基于三维移动脉动源格林函数求解水动力系数,通过频时域转换法求解时延函数,并计入2片体间的水动力干扰、粘性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性时域线性计算方法。比较了在平动坐标系和随动坐标系... 为在时域内研究小水线面双体船的运动,基于三维移动脉动源格林函数求解水动力系数,通过频时域转换法求解时延函数,并计入2片体间的水动力干扰、粘性和稳定鳍的影响,建立了SWATH耐波性时域线性计算方法。比较了在平动坐标系和随动坐标系下求解船体运动方程对运动计算结果的影响,并与频域计算结果和试验结果进行了对比。结果表明:在重心随动坐标系下求解船体运动方程,能够得到更准确的运动计算结果。采用频时域转换法求解时延函数快速高效,在此基础上建立的小水线面双体船耐波性时域线性计算方法能够获得与频域计算结果和试验结果吻合良好的结果。 展开更多

关键词 小水线面双体船 三维移动脉动源 格林函数 耐波性 时域

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小水线面双体船声辐射特性研究 被引量：2

17

作者 张维 李明 +1 位作者 陈炉云 易宏 《舰船科学技术》 2010年第11期17-20,共4页

运用结构有限元法与声学边界元法,对小水线面双体船振动声学特性数值计算问题进行了研究。通过结构动力响应分析,获得结构振动响应特性参数。以船体结构频响分析计算结果为声学边界条件,对小水线面双体船近场声学特性进行了边界元计算... 运用结构有限元法与声学边界元法,对小水线面双体船振动声学特性数值计算问题进行了研究。通过结构动力响应分析,获得结构振动响应特性参数。以船体结构频响分析计算结果为声学边界条件,对小水线面双体船近场声学特性进行了边界元计算。对比不同工况下的结构声学特性,为进一步实现结构减振降噪提供参考。 展开更多

关键词 小水线面双体船 结构-声辐射 边界元法 数值分析

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小水线面双体船技术在实船上的应用 被引量：1

18

作者 孙逊 曲健夫 杨光 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第S2期65-69,共5页

通过对我国首制千吨级小水线面双体船交付后的使用情况进行分析,并与国外同类型船舶性能进行比较,找出我国小水线面新船型优缺点和与国外在该领域发展的技术差距,为后续同类型船的设计、建造和技术发展提供参考。

关键词 小水线面船 应用情况

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