穿浪双体船纵向减摇策略麻雀搜索优化

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作者 梁利华 蔡鹏飞 程权成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1367-1375,共9页

为了改善穿浪双体船恶劣工况下的纵向稳定性,本文基于T型水翼及尾板设计了综合姿态控制系统。同时,对该系统相关控制参数的优化策略进行研究,以更好地实现减摇目标。采用了线性二次调节器和混合麻雀算法相结合的策略来设计控制器,将一... 为了改善穿浪双体船恶劣工况下的纵向稳定性,本文基于T型水翼及尾板设计了综合姿态控制系统。同时,对该系统相关控制参数的优化策略进行研究,以更好地实现减摇目标。采用了线性二次调节器和混合麻雀算法相结合的策略来设计控制器,将一种新型群智能算法(麻雀算法)及其改进算法应用于线性二次调节控制器权重矩阵寻优。通过两者对比,不仅验证了所设计姿态控制系统的有效性,也验证了该智能算法改进策略的高效性。结果表明:基于混合麻雀算法的控制器具有很好的自适应能力,且寻优过程收敛速度快,精度高,对工程实践具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 穿浪双体船 纵向运动 线性二次调节 智能算法 T型水翼 尾板 混合麻雀搜索算法 减摇

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艉扰流板对穿浪双体船阻力影响的试验研究 被引量：20

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作者 左文锵 董文才 +1 位作者 夏翔 陆文理 《中国舰船研究》 2006年第4期52-55,共4页

通过两种典型片体线型的穿浪双体船静水阻力模型试验，研究了艉扰流板深度变化对穿浪双体船总阻力、航行纵倾角、船体上抬的影响规律。结果表明：艉扰流板可以调整穿浪双体船的航态，达到有效降低阻力的目的，减阻率可达6％～14％，略... 通过两种典型片体线型的穿浪双体船静水阻力模型试验，研究了艉扰流板深度变化对穿浪双体船总阻力、航行纵倾角、船体上抬的影响规律。结果表明：艉扰流板可以调整穿浪双体船的航态，达到有效降低阻力的目的，减阻率可达6％～14％，略优于艉部楔形板的减阻效果，且安装和调整更方便；艉扰流板深度对总阻力的影响较大，深度过小，无减阻效果；过大，会引起高速时船体埋艏和阻力增加，其适宜的深度与艉板宽度之比约为1％～2．5％；艉扰流板减阻效果的获得主要是来源剩余阻力的减少。 展开更多

关键词 穿浪双体船 阻力 艉扰流板 楔形板 船模试验

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穿浪双体船横向强度与扭转强度的有限元计算 被引量：18

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作者 郑杰 谢伟 +2 位作者 骆伟 胡要武 杨龙 《中国舰船研究》 2010年第1期14-18,共5页

穿浪双体船的连接桥在横浪和斜浪中遭受比较大的横向弯矩和扭转力矩的作用,其自身的强度对穿浪双体船的安全性来说至关重要。本文在有限元理论的基础上,采用直接计算方法对一艘穿浪双体船进行了横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对... 穿浪双体船的连接桥在横浪和斜浪中遭受比较大的横向弯矩和扭转力矩的作用,其自身的强度对穿浪双体船的安全性来说至关重要。本文在有限元理论的基础上,采用直接计算方法对一艘穿浪双体船进行了横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对其总强度进行了校核,并初步分析了该船上层建筑对总横强度的影响。通过对计算结果的分析,掌握了该船的应力分布,为结构优化设计提供依据。 展开更多

关键词 穿浪双体船 连接桥 直接计算方法 有限元 强度

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穿浪双体船剩余阻力影响因素分析及总阻力预报方法 被引量：9

4

作者 马健 张再夫 李惠敏 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第1期32-39,共8页

文章在30～60米级穿浪双体船系列模型试验研究和实船设计的基础上,对影响穿浪双体船剩余阻力的相关因素进行分析。其中片体瘦削系数L/△1/3、片体间距比K/b和艉扰流板深度h对于穿浪双体船的剩余阻力影响显著,实船设计中存在最佳状态。... 文章在30～60米级穿浪双体船系列模型试验研究和实船设计的基础上,对影响穿浪双体船剩余阻力的相关因素进行分析。其中片体瘦削系数L/△1/3、片体间距比K/b和艉扰流板深度h对于穿浪双体船的剩余阻力影响显著,实船设计中存在最佳状态。文中对模型试验数据进行分析整理,绘制了不同片体间距比下的剩余阻力系数图谱,提出了一种基于模型试验的穿浪双体船总阻力预报方法,计算实例表明该方法在设计初期缺少模型试验的情况下,能够较准确、高效地预报穿浪双体船的总阻力,对穿浪双体船参数的优化和快速性预报有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 穿浪双体船 艉扰流板 剩余阻力

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几种排水型高性能船阻力性能对比研究 被引量：7

5

作者 卢晓平 郦云 董祖舜 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2006年第1期34-41,共8页

采用阻力理论计算方法,以高速圆舭艇的阻力性能为基准,对高速圆舭艇、深V型船、穿浪双体船以及高速三体船的阻力性能进行了对比研究,对比较结果进行了分析,给出了各船型的最适用航速范围.

关键词 兴波阻力 高速三体船 穿浪双体船 深V型船 高速圆舭艇 高性能船

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我国高性能船技术进展(英文) 被引量：5

6

作者 吴有生 倪其军 葛纬桢 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第6期1014-1031,共18页

数十年来,我国在高性能船研发与应用领域广泛深入地开展了大量、卓有成效的研究与开发工作,主要包括地效翼船、水翼船、小水线面双体船、穿浪双体船、水翼复合船、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速多体船等等,文章对这方面的工作与技... 数十年来,我国在高性能船研发与应用领域广泛深入地开展了大量、卓有成效的研究与开发工作,主要包括地效翼船、水翼船、小水线面双体船、穿浪双体船、水翼复合船、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速多体船等等,文章对这方面的工作与技术进展情况进行了概要论述。然而,受到这一技术领域的广泛性以及篇幅的限制,文中侧重于我国在高性能船方面取得的主要技术成果的回顾与主要产品的简要介绍,而对其中大量的具体技术细节不能一一提及,更无法详细展开进行深入论述。 展开更多

关键词 高性能船 地效翼船 水冀船 小水线面双体船 穿浪双体船 全垫升气垫船 侧壁式气垫船

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穿浪双体船兴波阻力数值计算 被引量：6

7

作者 马健 左文锵 陆文理 《中国舰船研究》 2007年第1期52-55,共4页

利用基于面元法的船舶兴波阻力和兴波波形的势流计算方法,将CFD与CAD技术联系在一起,数值计算高速穿浪双体船的兴波阻力与兴波波形。兴波阻力的计算与实船的剩余阻力曲线趋势符合,对实船船型参数的选择和优化有一定的指导意义。

关键词 面元法 穿浪双体船 方尾条件

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用线性兴波阻力理论计算穿浪双体船的兴波阻力 被引量：7

8

作者 陈军 卢晓平 《海军工程大学学报》 CAS 2002年第3期53-58,共6页

以线性兴波阻力理论 (薄船理论 )Michell型兴波阻力计算公式为基础 ,结合穿浪双体船的船型特点 ,建立了一次和二次简化的Michell型兴波阻力计算公式 ,并以此简化公式计算了某穿浪双体船WPC×××的兴波阻力 .将计算结果与... 以线性兴波阻力理论 (薄船理论 )Michell型兴波阻力计算公式为基础 ,结合穿浪双体船的船型特点 ,建立了一次和二次简化的Michell型兴波阻力计算公式 ,并以此简化公式计算了某穿浪双体船WPC×××的兴波阻力 .将计算结果与马丁法计算结果进行了比较 ,并探讨了兴波阻力规律及片体间距对WPC兴波阻力的影响规律 . 展开更多

关键词 线性兴波阻力理论 穿浪双体船 薄船理论 简化 Michell型公式

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穿浪双体船总体设计载荷研究 被引量：6

9

作者 汪雪良 顾学康 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第1期56-65,共10页

为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估。同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验。试验... 为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估。同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验。试验对该双体船的纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩进行了测量,分析了其传递函数和统计特性。根据对纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩在规范与试验之间的比较分析表明,DNV规范中关于该穿浪双体船总体波浪设计载荷的评估与模型试验值最接近,CCS规范次之,ABS和LR规范中关于该穿浪双体船的总体波浪设计载荷的评估值较试验值大很多,尤其是横向波浪设计载荷的评估。通过对规范计算的总体波浪载荷与模型试验结果及其推断值的比较分析,进一步明确了现行规范对该双体船波浪设计载荷评估的适用性:采用DNV和CCS规范对该双体船进行结构设计是合理的;采用ABS和LR规范将偏于安全和保守。 展开更多

关键词 高速 穿浪双体船 总体波浪设计载荷 规范 模型试验

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高速轻型穿浪双体船纵向运动改善措施研究 被引量：8

10

作者 郑义 董文才 《中国舰船研究》 2012年第2期14-19,共6页

针对在改善高速轻型穿浪双体船(WPC)迎浪中波长与船长接近时纵向运动幅度较大的缺点,采用了理论计算与模型试验相结合的方法,对250 t级穿浪双体船开展了水翼改善纵向运动的理论和试验研究,分析了水翼形式、尺度和安装位置等对纵向运动... 针对在改善高速轻型穿浪双体船(WPC)迎浪中波长与船长接近时纵向运动幅度较大的缺点,采用了理论计算与模型试验相结合的方法,对250 t级穿浪双体船开展了水翼改善纵向运动的理论和试验研究,分析了水翼形式、尺度和安装位置等对纵向运动的影响规律。数值计算和试验结果的比较表明,计及水翼—船体水动力干扰影响的切片理论可满足WPC加水翼后波浪中纵向运动计算的需要,但在纵向运动响应峰值处数值计算结果偏高。模型试验表明,250 t级WPC加装水翼后,迎浪纵摇和垂荡有义幅值可减少20%～30%。 展开更多

关键词 穿浪双体船 纵向运动 水翼 耐波性

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穿浪双体船纵向扭矩计算方法研究 被引量：3

11

作者 王洪乙 高新华 +1 位作者 张艳 左文锵 《中国舰船研究》 2006年第5期75-82,共8页

穿浪双体船是近十几年开发的新船型,它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注。也由于该船型片体窄而高、连接桥宽而矮的特点,使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术,但目前关于穿浪双体船在波浪中的外载荷... 穿浪双体船是近十几年开发的新船型,它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注。也由于该船型片体窄而高、连接桥宽而矮的特点,使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术,但目前关于穿浪双体船在波浪中的外载荷研究尚不多见。根据力学平衡原理,在研究总纵弯矩的基础上,采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船波浪外载荷分布及连接桥扭矩的计算方法。通过船模实验与实船计算结果进行比较,证明该方法是可靠、可信的,对实船设计有一定的指导意义及实用价值。 展开更多

关键词 穿浪双体船 片体 连接桥 航向角 扭矩

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波浪对穿浪双体船摇荡运动的影响 被引量：5

12

作者 韩晓光 吴晞 郑环宇 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第4期13-16,共4页

穿浪双体船作为一种新船型,逐渐在近海高速客运领域中发挥重要作用。研究穿浪双体船在不同海况条件下的摇荡运动规律具有重要意义。本文采用修正切片法计算某穿浪双体船的纵摇、垂荡以及横摇运动的幅值响应函数,并采用谱分析的方法统计... 穿浪双体船作为一种新船型,逐渐在近海高速客运领域中发挥重要作用。研究穿浪双体船在不同海况条件下的摇荡运动规律具有重要意义。本文采用修正切片法计算某穿浪双体船的纵摇、垂荡以及横摇运动的幅值响应函数,并采用谱分析的方法统计计算其在不同海况条件下的摇荡运动规律,通过零航速时计算结果与试验结果的比较,验证了本文计算方法的正确性。最后,对本文计算对象在不同海况条件下的摇荡运动规律进行了分析。 展开更多

关键词 穿浪双体船 修正切片法 幅值响应函数 谱分析法

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穿浪双体船耐波性能预报方法研究 被引量：6

13

作者 邓爱民 马骏 《中国舰船研究》 2006年第1期77-80,共4页

基于修正的切片理论的Seakeeper软件可以用来在方案设计阶段对穿浪双体船进行耐波性的理论预报,平均阻力增量除了在Fr>0.6后误差很大外,其他耐波性指标包括纵摇有义值、升沉有义值和垂向加速度有义值在Fr<1.0的范围内与船模试验... 基于修正的切片理论的Seakeeper软件可以用来在方案设计阶段对穿浪双体船进行耐波性的理论预报,平均阻力增量除了在Fr>0.6后误差很大外,其他耐波性指标包括纵摇有义值、升沉有义值和垂向加速度有义值在Fr<1.0的范围内与船模试验结果相比有较好的精度。 展开更多

关键词 穿浪双体船 耐波性 修正的切片理论 船模试验

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穿浪双体船T型水翼状态反馈H∞控制器设计 被引量：4

14

作者 张松涛 孙明晓 +1 位作者 梁利华 姜见龙 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第10期78-82,共5页

穿浪双体船在海洋中高速航行时,纵向运动会对其性能造成不利影响,产生的垂向加速度使乘员晕船,设备短期失效。为了解决此问题,首先建立穿浪双体船纵摇和垂荡运动模型,然后运用切片理论求解运动方程中的水动力系数,将随机海浪作为外界干... 穿浪双体船在海洋中高速航行时,纵向运动会对其性能造成不利影响,产生的垂向加速度使乘员晕船,设备短期失效。为了解决此问题,首先建立穿浪双体船纵摇和垂荡运动模型,然后运用切片理论求解运动方程中的水动力系数,将随机海浪作为外界干扰,以T型水翼为纵向运动稳定装置,进而建立带T型水翼的穿浪双体船纵向运动模型。最后以90 m长的穿浪双体船为研究对象,利用状态反馈H∞控制策略设计控制器,对船体的纵摇和垂荡进行仿真实验。结果表明:状态反馈H∞控制器可有效地减小船舶纵向运动,降低晕船率,为减小高速船纵向运动提供可靠实用的方法。 展开更多

关键词 穿浪双体船 T型水翼 纵向运动 垂向加速度 状态反馈H∞算法 晕船率

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铝合金穿浪双体船波激振动响应计算研究 被引量：7

15

作者 夏齐强 陈志坚 孙春生 《舰船科学技术》 2010年第2期11-16,共6页

对穿浪型双体船在波浪中航行时的受载状况进行研究,采用规则波理论计算其所受波浪外载荷。利用有限元法建立了铝合金穿浪双体船波激振动响应数值计算模型。基于水弹性理论,采用所建立的数值模型对某全铝合金穿浪双体船高海情试验进行了... 对穿浪型双体船在波浪中航行时的受载状况进行研究,采用规则波理论计算其所受波浪外载荷。利用有限元法建立了铝合金穿浪双体船波激振动响应数值计算模型。基于水弹性理论,采用所建立的数值模型对某全铝合金穿浪双体船高海情试验进行了数值模拟,将数值模拟结果与实船试验数据进行了比较,证明本文方法可靠。进行了该船受6级海况波浪激励的振动响应计算,发现全铝合金穿浪双体船波激振动位移响应较大,远大于常规单体船。还发现高海情中航行时的波激振动应力响应值亦较大。 展开更多

关键词 铝合金 双体船 有限元 波浪载荷 波激响应

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穿浪双体船迎浪纵向运动和阻力增值数值分析 被引量：1

16

作者 徐野 董文才 姚朝帮 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期72-76,共5页

针对穿浪双体船(WPC)航速高、航行姿态变化显著,传统方法难以准确预报其耐波性的现状,采用RANS方程及VOF算法模拟了船体兴波自由面,使用Overset技术实现了船体运动区域与周围流域物理量的插值求解,建立了穿浪双体船在波浪中运动及阻力... 针对穿浪双体船(WPC)航速高、航行姿态变化显著,传统方法难以准确预报其耐波性的现状,采用RANS方程及VOF算法模拟了船体兴波自由面,使用Overset技术实现了船体运动区域与周围流域物理量的插值求解,建立了穿浪双体船在波浪中运动及阻力增值计算方法,并通过计算结果与模型试验数据及切片法计算结果的对比发现,该方法较切片法预报精度显著提高,从而验证了该方法的有效性。数值计算结果还表明:该船波浪中的运动是以静水航行姿态为平衡位置的摇荡运动;不同波长时,阻力增值中摩擦阻力与压差阻力的贡献有所变化,在短波中(λ/L≤1.4),58.9%≤ΔRf/ΔRt≤72.4%,在长波中(λ/L>1.4),59.9%≤ΔRp/ΔRt≤70.0%。 展开更多

关键词 穿浪双体船 波浪中运动 阻力增值 RANS

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穿浪双体船片体间距优化 被引量：3

17

作者 马健 陆文理 《中国舰船研究》 2008年第2期4-6,20,共4页

实现了一种基于面元法的穿浪船兴波阻力和兴波波形的势流计算方法,数值计算了不同片体间距的穿浪双体船的兴波阻力与兴波波形。剩余阻力的计算与实船的剩余阻力曲线趋势较符合,片体间距的数值优化结果与模型试验吻合,其计算结果对实船... 实现了一种基于面元法的穿浪船兴波阻力和兴波波形的势流计算方法,数值计算了不同片体间距的穿浪双体船的兴波阻力与兴波波形。剩余阻力的计算与实船的剩余阻力曲线趋势较符合,片体间距的数值优化结果与模型试验吻合,其计算结果对实船船型参数的选择和优化设计有一定的指导意义。 展开更多

关键词 面元法 穿浪双体船 方尾条件

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穿浪双体船纵向运动模糊PID控制 被引量：4

18

作者 宋立忠 阮苗锋 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期79-83,89,共6页

针对穿浪双体船高速情况下的纵摇和垂荡运动影响乘船舒适性的问题,分析了穿浪双体船的运动规律,给出了其纵向运动控制模型,并根据控制模型的多输入多输出系统特点,分别针对纵摇和升沉两个通道设计了独立的PID控制器。在此基础上,进一步... 针对穿浪双体船高速情况下的纵摇和垂荡运动影响乘船舒适性的问题,分析了穿浪双体船的运动规律,给出了其纵向运动控制模型,并根据控制模型的多输入多输出系统特点,分别针对纵摇和升沉两个通道设计了独立的PID控制器。在此基础上,进一步将模糊控制理论应用于PID参数的整定,给出了具体的设计方法,并根据人工经验设计了详细的参数整定规则。经仿真分析表明:模糊逻辑的引入使得PID控制器具备了自适应功能,能够取得更好的减摇效果。 展开更多

关键词 穿浪双体船 纵向运动 减摇 模糊PID控制

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穿浪双体船船型优化设计方法 被引量：1

19

作者 应业炬 赵连恩 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2003年第2期137-142,共6页

介绍和讨论用“二次数学规划”和“帐篷”函数的方法,在双体“薄船”兴波阻力公式的基础上推导出优化计算公式,用Matlab工程软件编写该计算程序,进行最小总阻力的穿浪双体船船型优化,同时与船模实验结果进行分析比较,证明本方法适用于... 介绍和讨论用“二次数学规划”和“帐篷”函数的方法,在双体“薄船”兴波阻力公式的基础上推导出优化计算公式,用Matlab工程软件编写该计算程序,进行最小总阻力的穿浪双体船船型优化,同时与船模实验结果进行分析比较,证明本方法适用于高速双体船和穿浪双体船的船型设计。 展开更多

关键词 “帐篷”函数 “二次数学规划” 穿浪双体船 船型优化 MADAB

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穿浪双体船附连水质量计算讨论 被引量：4

20

作者 李科技 陈志坚 《船海工程》 2010年第1期31-33,共3页

针对高速穿浪双体船,应用两种不同的理论对其附连水质量进行计算;利用大型有限元计算软件Patran和Nastran建立了全船三维有限元模型,并分别计算和分析了该船的模态。结果表明对于穿浪双体船按这两种理论计算所得的结果相差很小,并与实... 针对高速穿浪双体船,应用两种不同的理论对其附连水质量进行计算;利用大型有限元计算软件Patran和Nastran建立了全船三维有限元模型,并分别计算和分析了该船的模态。结果表明对于穿浪双体船按这两种理论计算所得的结果相差很小,并与实船测试数据符合较好。 展开更多

关键词 高速穿浪双体船 附连水质量 有限元

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