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一种可拆卸模块化游艇及其环境影响评价研究
1
作者 蔡薇 张丽 李东阳 《中国航海》 北大核心 2025年第S1期8-14,共7页
游艇模块化设计制造是未来游艇产业扩大规模、高质量发展的一种重要技术途径,但针对其产品与流程特点环境效应评估的相应工作尚未开展。文章对一型可拆卸模块化游艇展开环境影响评价。通过GaBi软件对其进行全生命周期建模与分析,结果表... 游艇模块化设计制造是未来游艇产业扩大规模、高质量发展的一种重要技术途径,但针对其产品与流程特点环境效应评估的相应工作尚未开展。文章对一型可拆卸模块化游艇展开环境影响评价。通过GaBi软件对其进行全生命周期建模与分析,结果表明:模块化游艇建造阶段的环境影响高于非模块化游艇;当拆解回收效率达到72.69%时,模块化游艇全生命周期内造成的环境影响与非模块化游艇持平,未来游艇模块化设计可从提高拆解回收效率入手减少环境影响。通过Monte Carlo模拟对其全生命周期评价进行不确定性分析,揭示了可拆卸模块化游艇全生命周期内产生的各类环境因素中全球变暖影响最为严重、酸化次之,文章研究结果可为模块化游艇船型提供设计参考,为游艇低碳运营提供指导。 展开更多
关键词 全生命周期评估 游艇模块化设计 拆解回收效率 环境影响评价 不确定性分析
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基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计 被引量：2
2
作者 康煜晗 裴志勇 吴卫国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期551-560,共10页
为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结... 为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 可靠性优化设计 可靠度计算 江海直达船 代理模型 SMOTE算法 蒙特卡洛抽样
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邮轮开敞区域典型杆件风致噪声特性数值研究 被引量：1
3
作者 姚志强 吴卫国 林永水 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期45-52,共8页
[目的]旨在研究邮轮开敞区域典型杆件产生的风致噪声。[方法]基于计算流体动力学(CFD)联合声类比法、声振耦合法开展气动噪声与风致振动噪声的数值模拟,探究上述两种噪声产生机理及特性。[结果]结果显示,在不同风速下,圆杆、方杆、椭圆... [目的]旨在研究邮轮开敞区域典型杆件产生的风致噪声。[方法]基于计算流体动力学(CFD)联合声类比法、声振耦合法开展气动噪声与风致振动噪声的数值模拟,探究上述两种噪声产生机理及特性。[结果]结果显示,在不同风速下,圆杆、方杆、椭圆杆的气动噪声最大值频率由脱涡频率主导,风致振动噪声最大值频率由结构固有频率主导。3种不同截面形状杆件产生的气动噪声总体上大于风致振动噪声,且方杆的气动噪声最大。当杆件脉动压力频率接近固有频率时,在大柔度下风致振动噪声会接近甚至超过气动噪声。[结论]设计邮轮开敞区域典型杆件时应选择圆形杆件而避免使用方形杆件,且合理选择杆件尺寸,尽量避免杆件脱涡频率与固有频率接近,以此降低风致噪声。 展开更多
关键词 典型杆件 气动噪声 风致振动噪声 声类比法 声振耦合
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基于改进蚁群算法的微气泡减阻气流量智能调控技术研究
4
作者 李天臣 周彦安 +1 位作者 裴志勇 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期35-42,共8页
[目的]为了提高微气泡减阻技术的实际效能,基于改进蚁群算法开展微气泡减阻气流量智能调控技术研究。[方法]首先,基于微气泡减阻机理,利用自主研发船模样机开展微气泡减阻试验,获得不同航速下的理想最佳气流量;随后,采用改进蚁群算法,... [目的]为了提高微气泡减阻技术的实际效能,基于改进蚁群算法开展微气泡减阻气流量智能调控技术研究。[方法]首先,基于微气泡减阻机理,利用自主研发船模样机开展微气泡减阻试验,获得不同航速下的理想最佳气流量;随后,采用改进蚁群算法,开发气流量智能调控技术的软件系统;最后,将智能调控硬件系统应用于船模样机,开展自航模试验以验证该技术的有效性。[结果]所研技术不仅可以有效地调控气流量达到最佳微气泡减阻效果,还可以监控航速变化对气流量进行自适应调控,使船舶在各种航速下均能保持最大减阻。[结论]该技术可以提高微气泡减阻技术的自动化与智能程度,增强微气泡减阻技术的实际效能。 展开更多
关键词 微气泡减阻 改进蚁群算法 气流量智能调控 自航模试验
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基于准三维螺旋声学黑洞的平板减振特性研究
5
作者 王蔚浩 林永水 +2 位作者 吴卫国 谢官模 王思莹 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期113-120,共8页
[目的]旨在研究准三维螺旋声学黑洞(Q-3DSABH)对平板减振特性的影响,为船舶板结构的减振设计提供新的技术途径。[方法]提出一种宽频减振的Q-3DSABH构型,建立布置Q-3DSABH的平板结构有限元计算模型,计算分析结构的振动响应特性,并通过结... [目的]旨在研究准三维螺旋声学黑洞(Q-3DSABH)对平板减振特性的影响,为船舶板结构的减振设计提供新的技术途径。[方法]提出一种宽频减振的Q-3DSABH构型,建立布置Q-3DSABH的平板结构有限元计算模型,计算分析结构的振动响应特性,并通过结构声强及模态损耗因子,揭示Q-3DSABH的减振机理及特性。[结果]结果显示,Q-3DSABH对平板的减振效果显著优于等质量块、阻尼及一维螺旋声学黑洞。在低频段,布置Q-3DSABH后,平板的均方振速级降低10dB以上,在中高频段的减振效果更是高达15dB以上,整个频段内的振动总级降低15.05dB。同时,其减振性能整体优于等质量的一维螺旋声学黑洞,在中高频更加明显。[结论]研究表明,Q-3DSABH对弯曲波能量有良好的汇聚损耗作用,具有优异的低频宽带减振性能。 展开更多
关键词 准三维螺旋声学黑洞 平板 减振 共振峰 振动控制
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复合材料夹芯艇体结构水下爆炸冲击响应研究
6
作者 刘恒 郑成 +3 位作者 王一雯 孔祥韶 姚奕帆 朱子涵 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期123-131,共9页
为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其... 为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其可靠性;基于泡沫夹芯艇体结构质量不变原则,通过控制单一变量分析玻璃纤维面板厚度,面板铺层角度和泡沫夹芯高度及密度对其失效模式和能量吸收特性的影响。研究结果表明,玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构迎爆面失效模式为受载区域中心出现沿船宽方向的条状裂缝、十字形裂缝或者边界撕裂;背爆面失效模式为背爆面中心或者边界处出现点状破口;随着迎爆面厚度增加,泡沫夹芯艇体结构总吸能呈下降趋势,整体能量吸收能力降低16.6%。 展开更多
关键词 复合材料夹芯结构 水下爆炸冲击 动态响应 失效模式
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多级蜂窝夹芯板结构的舱内爆炸动态响应研究
7
作者 殷子俊 郑成 +3 位作者 孔祥韶 周沪 卢安格 曹宇航 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期80-87,共8页
本文旨在研究新型多级峰窝夹芯结构在舱内爆炸载荷下的动态响应与能量耗散机制。利用AUTODYN中Euler-Lagrange全耦合计算方法验证舱内爆炸计算模型的有效性,并对多级蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行有限元分析,探究采用激光选区熔化技术3D... 本文旨在研究新型多级峰窝夹芯结构在舱内爆炸载荷下的动态响应与能量耗散机制。利用AUTODYN中Euler-Lagrange全耦合计算方法验证舱内爆炸计算模型的有效性,并对多级蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行有限元分析,探究采用激光选区熔化技术3D打印制备的316 L夹芯层的吸能性,定量研究多级蜂窝夹芯结构各部分结构参数对其抗爆性能的影响规律。结果表明,多级蜂窝夹芯板在舱内爆炸载荷作用下变形过程可分3个阶段并且总结了其6种失效模式。随着上面板和二级蜂窝壁厚的提高,结构强度上升,下面板变形降低并且整体吸能减少。上面板增厚时,上、下面板吸能比例均下降;而二级蜂窝壁厚增大时,下面板吸能比例却上升。此外,芯层高度的增加有助于提升结构抗变形能力,下面板变形减小43.9%,但因易塑性压实,吸能潜力及整体稳定性减弱,总吸能下降19.2%。综上,多级蜂窝夹芯结构的抗爆抗冲击性能得到了明显改善,对抗爆结构的工程设计有一定指导意义。 展开更多
关键词 舱内爆炸 蜂窝夹芯结构 3D打印 抗爆抗冲击性能
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基于CFD-FEM双向流固耦合的大外飘型船舶砰击颤振响应不确定度研究
8
作者 田光钰 王一雯 +1 位作者 张涵韬 吴卫国 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期790-806,共17页
船舶非线性波浪载荷及结构高频颤振响应的准确评估与分析,是明确船舶结构安全性的前提,然而其数值仿真计算的可靠性及其不确定度分析则较少得到关注。本文开展分段龙骨梁水弹性模型CFD-FEM双向流固耦合仿真以及试验研究,对船模在波浪下... 船舶非线性波浪载荷及结构高频颤振响应的准确评估与分析,是明确船舶结构安全性的前提,然而其数值仿真计算的可靠性及其不确定度分析则较少得到关注。本文开展分段龙骨梁水弹性模型CFD-FEM双向流固耦合仿真以及试验研究,对船模在波浪下的高频响应进行仿真分析,并对仿真结果开展不确定度分析,评估仿真模型的可靠性。数值不确定度的计算结果,能够提供不同影响因素下结果是否收敛的判别依据和不确定度水平,并明确船艏的砰击压力、船模的运动和船体高低频波浪弯矩的不确定度水平。对比数值仿真与试验测试可知,CFD-FEM双向流固耦合仿真能够精确地捕捉到船舶结构高频响应,船舶在巡航工况下高频弯矩成分能够占到低频波浪弯矩的49.95%以上,砰击载荷诱发的舰船高频颤振动态响应不容忽视,此类舰船的结构设计及安全评估中须考虑其影响。本文可为船舶砰击颤振此类高频结构动态响应的不确定度分析提供参考。 展开更多
关键词 水弹性模型试验 砰击颤振 CFD-FEM双向流固耦合 不确定度分析
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某核动力堆舱结构碰撞试验及数值仿真研究
9
作者 顾颖宾 林一 +1 位作者 陈励志 孔祥韶 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期69-75,共7页
为探究某核动力堆舱舱段结构在碰撞载荷作用下的损伤特性以及堆舱结构内部的冲击环境,开展缩比堆舱结构模型水上碰撞试验,进一步建立堆舱舱段有限元模型;开展碰撞数值仿真分析,通过与试验的撞击力、堆舱内部典型位置的加速度响应及舷侧... 为探究某核动力堆舱舱段结构在碰撞载荷作用下的损伤特性以及堆舱结构内部的冲击环境,开展缩比堆舱结构模型水上碰撞试验,进一步建立堆舱舱段有限元模型;开展碰撞数值仿真分析,通过与试验的撞击力、堆舱内部典型位置的加速度响应及舷侧结构的变形损伤情况进行对比,典型工况的撞击力峰值误差最大误差为8.7%,加速度最大峰值的最大误差为19.5%和最大损伤变形值的最大误差为13.3%,验证了数值计算方法的合理性。进而开展堆舱结构整船模型在受到15000 t级远洋渔船以10 kn航速碰撞的数值计算分析,舷侧结构产生5.4 m×3.9 m的破口及3.9 m×1.1 m的凹陷损伤,堆舱顶部防护结构产生了5.6 m×1.0 m范围的局部塑性变形,具有较好的抗碰撞性能。研究工作可为同类结构的碰撞模型试验研究提供参考。 展开更多
关键词 堆舱结构 碰撞试验 结构响应 数值计算
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基于周期性阻振质量块的船体板减振方法研究
10
作者 薛宇驰 刘斌 +2 位作者 雷加静 朱志辉 郭开岭 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第19期57-62,共6页
为减小船体结构振动传递,在板上敷设周期性阻振质量块,探究其减振原理和方法。运用试验和有限元方法,对周期性阻振质量块的单个晶胞及其组成的一维和二维板结构进行减振分析,利用周期性阻振质量块在结构中产生的弯曲波带隙,使带隙范围... 为减小船体结构振动传递,在板上敷设周期性阻振质量块,探究其减振原理和方法。运用试验和有限元方法,对周期性阻振质量块的单个晶胞及其组成的一维和二维板结构进行减振分析,利用周期性阻振质量块在结构中产生的弯曲波带隙,使带隙范围内的弯曲波显著衰减。研究结果表明,周期性阻振质量块在弯曲波带隙范围内对板具有显著的减振效果。一维板相较单个晶胞(零维),阻振质量块沿纵向布置的数量增加,减振效果逐步提升;二维板相较一维,横向布置的阻振质量块之间的反向作用力可更有效抑制板的振动。试验测得弯曲波带隙相较于单个晶胞计算更宽且带隙起始频率更低。在有限元分析中,考虑结构阻尼可更加精准地预报频响曲线的高频部分。通过系列试验和有限元仿真相结合的方法,验证了周期性阻振质量块在船体结构中应用的可行性,为新一代船艇减振设计提供理论指导和技术支撑。 展开更多
关键词 阻振质量块 周期性减振 船体板 试验
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船舶双层舱室结构热载荷参数试验及仿真研究
11
作者 顾颖宾 林一 敖雷 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第15期115-120,共6页
针对损管事故过程中船舶双层舱室结构热载荷特性问题,本文基于相似理论建立了主尺度比为1∶8的缩比模型,通过试验方法研究了热载荷作用下双层舱室结构的温度场分布规律。采用Ansys软件建立了数值模型对舱室三维流场热参数进行分析,数值... 针对损管事故过程中船舶双层舱室结构热载荷特性问题,本文基于相似理论建立了主尺度比为1∶8的缩比模型,通过试验方法研究了热载荷作用下双层舱室结构的温度场分布规律。采用Ansys软件建立了数值模型对舱室三维流场热参数进行分析,数值结果与试验结果显示出较好的相似性。研究发现恒温热源作用下,舱室内顶板温度远高于底板温度,加筋温度升高主要依靠内壁的热传导效应且存在明显的温度梯度分布。研究结果可为船舶复杂舱室结构的热应力分析提供参考依据。 展开更多
关键词 双层舱室结构 热载荷 模型试验 温度场
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大型邮轮中央大厅结构直接计算研究 被引量：1
12
作者 孔祥韶 石干 +2 位作者 王卓 朱玥 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期141-149,共9页
[目的]中央大厅是邮轮上层建筑中一种重要空间功能性舱室,其结构具有板厚薄、跨度大、支撑少、载荷复杂等特点,为结构设计带来了较大的难度。亟需提出一种可靠便捷的中央大厅结构分析评估方法,用以指导结构设计工作。[方法]以中国船级社... [目的]中央大厅是邮轮上层建筑中一种重要空间功能性舱室,其结构具有板厚薄、跨度大、支撑少、载荷复杂等特点,为结构设计带来了较大的难度。亟需提出一种可靠便捷的中央大厅结构分析评估方法,用以指导结构设计工作。[方法]以中国船级社(CCS)《邮轮局部结构直接计算指南2021》为主要依据,结合中央大厅结构载荷特点,开展邮轮中央大厅结构直接计算研究。直接计算研究中,结构所受载荷被等效并简化为总纵弯矩载荷、垂向剪切载荷、以及局部甲板载重的叠加。[结果]结构直接计算结果与全船有限元仿真结果吻合较好,验证了将直接计算流程应用于邮轮中央大厅结构设计研究的可行性。[结论]研究结果可为大型邮轮中央大厅结构设计计算流程提供参考。 展开更多
关键词 邮轮 中央大厅 等效载荷 直接计算方法
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基于有限相似方法的轴压加筋板极限强度相似缩比准则研究 被引量：2
13
作者 孔祥韶 许崇喜 +3 位作者 王卓 周沪 郑成 吴卫国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1230-1243,共14页
在对船体结构进行相似缩比试验设计时,通常采用方向性量纲分析法。然而,传统的基于弹性理论的量纲分析法不能反映结构材料非线性过程,因而限制了其在船体结构缩比模型极限强度试验中的应用。本文基于有限相似方法,通过匹配物理空间与试... 在对船体结构进行相似缩比试验设计时,通常采用方向性量纲分析法。然而,传统的基于弹性理论的量纲分析法不能反映结构材料非线性过程,因而限制了其在船体结构缩比模型极限强度试验中的应用。本文基于有限相似方法,通过匹配物理空间与试验空间中的输运方程,获得结构几何尺寸、材料密度和时间的比例因子,推导得到加筋板结构缩比模型与原模型的非线性过程相似关系,分析材料参数对非线性相似过程的影响。通过开展不同缩比比例、不同材料参数的加筋板轴压极限强度数值计算,验证基于有限相似方法缩比准则的有效性。分析表明,基于有限相似方法的轴压加筋板极限强度缩比准则可以很好地体现材料的非线性特性,可以通过缩比模型结果对原模型的极限强度取得良好的预报效果。 展开更多
关键词 输运方程 试验设计模型 轴向压缩 有限相似方法 极限载荷
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均匀流下两柔性梁纵列行为变化研究
14
作者 张磊 陈华芳 +2 位作者 刘斌 段健 裴志勇 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3165-3177,共13页
随着水下仿生柔性航行器的蓬勃发展,如何有效地开展集群组织、提升效能成为研究热点之一,特别是当柔性航行器编队遭遇外界环境变化时.基于此,开展流场作用下两个自推进柔性梁纵列行为变化的数值研究,探讨外部流场的影响规律,揭示集群纵... 随着水下仿生柔性航行器的蓬勃发展,如何有效地开展集群组织、提升效能成为研究热点之一,特别是当柔性航行器编队遭遇外界环境变化时.基于此,开展流场作用下两个自推进柔性梁纵列行为变化的数值研究,探讨外部流场的影响规律,揭示集群纵列行为适应性和多变性机理.结果表明:横向流下柔性梁速度曲线变化周期增加1倍,幅值增大超过3倍,且出现了波峰、波谷幅值不等的非线性现象,新的纵列结构形成;纵向流对柔性梁运动具有线性影响,其推进速度在顺流/逆流时线性地增加/减少,变化值与流速大小一致,两柔性梁纵列结构与静水中保持一致.对流场细节进行分析可知,外部流场影响了尾流中涡的运动及融合,这是导致纵列聚集结构发生变化的原因.横向流下涡发生融合,对称涡结构被破坏,而纵向流下所有尾涡产生相同水平位移,其对称结构并不发生改变.此外,对比了流场下纵列两柔性梁的推进速度、功率和效率数据,发现最小功率、最大速度和效率并不出现在顺流工况,更大范围流场方向上柔性梁性能较静水中得到提升.以上得到的流场下纵列行为变化研究数据和机理可为水下仿生柔性航行器集群遭遇外部流场时主动选取航行策略提供支撑. 展开更多
关键词 仿生流体力学 流固耦合 数值模拟 推进性能 集群行为
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桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果影响研究
15
作者 张磊 刘斌 +2 位作者 王伟峰 张晓丹 吴卫国 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期214-219,共6页
随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真... 随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真碰撞计算,分析桥墩倾斜方向对不同航速船舶撞击下桥墩撞击力、系统能量转换、船艏结构破坏的影响。结果表明:外倾式桥墩受到撞击力更小,其防撞装置通过变形吸收能量更多、防护效果更好。研究成果可为大跨度桥墩设计与防撞装置的开发提供重要的参考价值。 展开更多
关键词 船桥碰撞 防撞装置 数值仿真 倾斜桥墩 索塔
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基于H-LCA的甲烷泄漏下LNG动力船舶碳足迹研究
16
作者 蔡薇 李东阳 +1 位作者 钱军 曾青松 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第4期123-129,共7页
为了更全面地对液化天然气(LNG)动力船型进行碳足迹研究,提出一种船舶混合全生命周期评估方法(HLCA),对千箱级LNG动力船舶建造和营运阶段进行碳排放分析。对甲烷泄漏率、船舶运载能力、主机型号三种影响碳排放的因素进行的敏感性分析表... 为了更全面地对液化天然气(LNG)动力船型进行碳足迹研究,提出一种船舶混合全生命周期评估方法(HLCA),对千箱级LNG动力船舶建造和营运阶段进行碳排放分析。对甲烷泄漏率、船舶运载能力、主机型号三种影响碳排放的因素进行的敏感性分析表明,甲烷泄漏率和主机选型是影响LNG动力船舶减碳潜力的关键因素,泄漏率超过2.5%时,LNG动力船舶减碳优势不在,可配备高效率主机以减少甲烷泄漏达到减碳目的;船舶运载能力是影响LNG动力船舶减碳潜力的重要因素,运载能力越高,LNG动力船舶在系统功能单位下的碳排放水平越优异,未来LNG船舶亦可从提升运载能力方面入手提升减碳效益。 展开更多
关键词 混合全生命周期评估 碳排放 液化天然气动力江海直达船 甲烷泄漏 敏感性分析
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大型邮轮开敞区域振动噪声研究综述 被引量：7
17
作者 朱玥 吴昊龙 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期11-20,共10页
针对大型邮轮开敞区域的振动噪声展开研究,分析梳理在该区域典型休闲娱乐空间的主要功能、特点以及振动声源特性。简述适用于邮轮开敞区域结构振动的子模型预报方法,介绍风致振动在邮轮开敞区域的研究进展。分别从噪声频率、声场空间两... 针对大型邮轮开敞区域的振动噪声展开研究,分析梳理在该区域典型休闲娱乐空间的主要功能、特点以及振动声源特性。简述适用于邮轮开敞区域结构振动的子模型预报方法,介绍风致振动在邮轮开敞区域的研究进展。分别从噪声频率、声场空间两个维度,分析离散法(FEM/BEM/IEM)、统计能量法(SEA)、几何声学/声线法各自的优势及不足,指出运用混合方法预报邮轮开敞区域噪声具有较好的适应性,可用于建立邮轮开敞区域噪声预报流程。通过对传统的邮轮开敞区域噪声评价与衡量方法的分析,提出基于声景舒适度评价方法的设计理念,其对大型邮轮开敞区域的振动噪声预报与控制具有借鉴作用。 展开更多
关键词 大型邮轮 开敞区域 振动噪声 预报方法
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恶劣海况下船舶砰击颤振响应特性数值计算与试验研究 被引量：2
18
作者 张涵韬 王一雯 +2 位作者 孔祥韶 郑成 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期148-158,共11页
[目的]针对恶劣海况下船舶所受砰击颤振响应现象,探究船舶非线性波浪载荷与瞬态高幅值砰击载荷的耦合作用。[方法]采用计算流体动力学与有限元方法(CFD-FEM)相结合的双向流固耦合方法对S175集装箱船进行数值仿真计算,并与试验结果及切... [目的]针对恶劣海况下船舶所受砰击颤振响应现象,探究船舶非线性波浪载荷与瞬态高幅值砰击载荷的耦合作用。[方法]采用计算流体动力学与有限元方法(CFD-FEM)相结合的双向流固耦合方法对S175集装箱船进行数值仿真计算,并与试验结果及切片理论计算结果进行对比验证;采用分段变截面弹性龙骨梁模型开展船舶的砰击颤振特性模型试验,基于CFD-FEM双向流固耦合方法开展船艏砰击载荷及高频非线性砰击颤振响应特性分析,并与模型试验结果进行对比验证。[结果]结果显示,波浪砰击载荷对船艏颤振响应的影响不可忽视,6级海况下由砰击颤振诱发的二阶高频成分分量占低频波浪弯矩的59.86%。[结论]采用基于CFD-FEM的双向流固耦合方法可准确计算船首砰击颤振响应;在高海况下船舶所受非线性波浪载荷及结构动态响应易受船首瞬态砰击载荷的影响,在船舶结构设计与安全评估中需考虑高频砰击颤振的情况。 展开更多
关键词 极端海况 砰击颤振响应 计算流体动力学 有限元方法 双向流固耦合方法
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封闭空间内活性毁伤元战斗部爆炸载荷特性研究 被引量：1
19
作者 罗峰 孔祥韶 +3 位作者 周沪 朱子涵 卢安格 曹宇航 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期911-920,共10页
为探明活性毁伤元战斗部封闭空间爆炸载荷特性,开展了活性毁伤元战斗部、惰性战斗部和裸装药的舱内爆炸对比试验,结合高速数据采集系统和三维扫描技术,分析了不同类型战斗部的舱内爆炸压力、温度、受载结构的变形响应和活性材料的能量... 为探明活性毁伤元战斗部封闭空间爆炸载荷特性,开展了活性毁伤元战斗部、惰性战斗部和裸装药的舱内爆炸对比试验,结合高速数据采集系统和三维扫描技术,分析了不同类型战斗部的舱内爆炸压力、温度、受载结构的变形响应和活性材料的能量释放特性,结果表明活性毁伤元战斗部大幅度提高了舱内的准静态压力、温度峰值和受载结构的残余变形,相较于惰性战斗部和裸装药,爆炸压力、温度和结构残余变形最大提高了79.7%、93.6%和62.1%。此外,活性材料能量释放速率、能量释放量与爆轰能量之间呈现正相关关系,其中能量释放量随着爆轰能量的增大出现收敛现象。最后基于活性毁伤元战斗部载荷特性以及金属薄板的爆炸响应规律,发现活性材料的持续释能现象导致舱内准静态压力和结构在1 ms内所受冲量大幅度增加,两者共同影响结构的残余变形。 展开更多
关键词 封闭空间爆炸 活性毁伤元 战斗部 残余变形
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封闭空间内爆载荷下结构响应试验及仿真研究 被引量：1
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作者 徐敬博 卢安格 +2 位作者 周沪 郑成 孔祥韶 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期34-42,共9页
TNT在封闭空间内爆炸会发生燃烧反应并释放大量的能量,这些附加能量会对内爆载荷起到增强作用,为分析封闭空间内爆炸载荷作用下的结构动态响应。开展封闭空间爆炸试验,通过试验数据对称性验证,说明试验中压力测试结果准确可靠;然后开展... TNT在封闭空间内爆炸会发生燃烧反应并释放大量的能量,这些附加能量会对内爆载荷起到增强作用,为分析封闭空间内爆炸载荷作用下的结构动态响应。开展封闭空间爆炸试验,通过试验数据对称性验证,说明试验中压力测试结果准确可靠;然后开展数值计算研究,并探讨板厚、屈服应力和边界约束3个因素对靶板结构动态响应的影响。数值计算与试验结果的准静态压力吻合较好,靶板中心点初始峰值位移和最终位移的误差均小于5%,验证数值计算方法的可靠性;靶板中心点初始峰值位移和最终位移增大比例与板厚减小比例相当;靶板中心点初始峰值位移减小比例约为屈服应力增大比例的0.2倍,而最终位移的减小比例约为屈服应力增大比例的0.4倍。所采用的数值计算方法能够很好地模拟结构在封闭空间爆炸载荷作用下的响应,可为舰船抗爆结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 内爆载荷 结构响应 爆炸试验 燃烧效应
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