基于CL-RRT与MPC的舰载机牵引系统路径规划 被引量：1

1

作者 孙家玮 余明晖 +2 位作者 杨大鹏 汤皓泉 卞大鹏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1745-1755,共11页

针对舰载机在甲板狭小、复杂环境下的调运过程,结合闭环快速随机搜索树(close loop rapidly exploring random trees,CL-RRT)和模型预测控制(model predictive control,MPC)提出一种舰载机牵引系统的路径规划算法。首先,在CL-RRT中采用... 针对舰载机在甲板狭小、复杂环境下的调运过程,结合闭环快速随机搜索树(close loop rapidly exploring random trees,CL-RRT)和模型预测控制(model predictive control,MPC)提出一种舰载机牵引系统的路径规划算法。首先,在CL-RRT中采用纯追踪器与线性二次型(linear quadratic,LQ)控制器得到系统的控制输入并向前仿真得到规划路径。其次,将已得路径进行等比缩放与插值作为MPC的初始解。最后,设置MPC的目标函数等并解得最终路径。展开自定义三个场景下的仿真实验,通过与CL-RRT算法的实验结果进行比较,验证本文算法的优越性。实验结果表明,所提算法可有效解决因采样随机性带来解质量不佳的问题,提升舰载机在甲板上的调运效率与安全性。 展开更多

关键词 舰载机牵引系统 闭环快速随机搜索树 模型预测控制 路径规划

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船舶推进轴系方案设计的关键技术研究进展 被引量：13

2

作者 赖国军 刘金林 +3 位作者 雷俊松 夏极 周瑞平 曾凡明 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期10-21,共12页

船舶推进轴系的设计质量是其安全、稳定运行的重要保证之一。鉴于船舶推进轴系的组成部件数量及工作环境,其设计是一个复杂的系统性问题。为提高轴系设计质量,国内外船舶领域的专家学者开展了大量的研究工作,相关设计单位和船级社也制... 船舶推进轴系的设计质量是其安全、稳定运行的重要保证之一。鉴于船舶推进轴系的组成部件数量及工作环境,其设计是一个复杂的系统性问题。为提高轴系设计质量,国内外船舶领域的专家学者开展了大量的研究工作,相关设计单位和船级社也制定了一系列设计规范和流程。目前,船舶推进轴系常用设计方法的缺点已日趋凸显,故亟需对现有设计方法进行全面综合的分析研究。基于船舶推进轴系的方案设计流程,重点梳理推进轴系的校中及优化、轴系振动及减振控制和轴系设计质量评价等方面的技术进展,并提出未来需要进一步展开的研究工作,旨在为船舶推进轴系的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 推进轴系 轴系校中 轴系振动 轴系设计 振动控制

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高雷诺数下水翼涡发放频率预报方法 被引量：2

3

作者 侯磊 丁云峰 +3 位作者 王晴 宗智 孙雷 姜宜辰 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期88-97,共10页

[目的]高雷诺数下水翼绕流问题因其原理复杂、计算困难,一直是水动力领域关注的热点。基于涡量流函数的离散涡(D VM)模型是一种无网格方法,可有效克服数值粘性问题。同时,在涡量集中区分辨率高,可有效模拟高雷诺数流场中的旋涡运动。使... [目的]高雷诺数下水翼绕流问题因其原理复杂、计算困难,一直是水动力领域关注的热点。基于涡量流函数的离散涡(D VM)模型是一种无网格方法,可有效克服数值粘性问题。同时,在涡量集中区分辨率高,可有效模拟高雷诺数流场中的旋涡运动。使用一种随机涡方法对高雷诺数下二维刚性水翼涡发放频率进行预报。[方法]以NACA 66系列水翼为例,与试验数据对比验证其对涡发放频率预报的准确性。应用此方法分析高雷诺数下来流速度及初始攻角大小对水翼涡发放频率的影响规律。[结果]结果表明:涡发放频率会随来流速度呈非线性增加;随着水翼攻角的增加,泄涡尺寸和涡强不断增大,泄涡频率降低。[结论]来流速度和水翼初始攻角对二维水翼涡发放频率有显著影响,可为螺旋桨桨叶二维剖面的涡发放机理探究,甚至全桨的振动噪声预报提供参考。 展开更多

关键词 离散涡方法 二维水翼 高雷诺数 涡激振动

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船用弹性吊架隔振计算与试验分析 被引量：4

4

作者 赵留平 朱莉 +2 位作者 郑绍文 刘岚 王少鹏 《船海工程》 北大核心 2019年第6期60-62,共3页

针对船用典型空调通风管路系统,设计弹簧型弹性吊架和橡胶型弹性吊架,采用有限元软件对这两种弹性吊架在20~500 Hz范围内的隔振性能进行计算分析,通过舱室模型试验,测得20 Hz^10 kHz范围内两种弹性吊架的隔振效果。结合仿真计算和模型... 针对船用典型空调通风管路系统,设计弹簧型弹性吊架和橡胶型弹性吊架,采用有限元软件对这两种弹性吊架在20~500 Hz范围内的隔振性能进行计算分析,通过舱室模型试验,测得20 Hz^10 kHz范围内两种弹性吊架的隔振效果。结合仿真计算和模型试验结果,得到这两种弹性吊架的适用性。 展开更多

关键词 弹性吊架 振级落差 隔振性能

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X舵潜艇空间旋回运动控制系统设计 被引量：5

5

作者 夏极 黄斌 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期155-160,共6页

[目的]为了解决潜艇X舵的空间旋回运动控制问题,采用模糊控制方法设计X舵空间旋回模糊操纵系统。[方法]构造权限模糊系统,以解决旋回过程中X舵对于纵倾、横倾的控制力分配问题。对潜艇水平面定深和空间变深旋回控制进行仿真。[结果]研... [目的]为了解决潜艇X舵的空间旋回运动控制问题,采用模糊控制方法设计X舵空间旋回模糊操纵系统。[方法]构造权限模糊系统,以解决旋回过程中X舵对于纵倾、横倾的控制力分配问题。对潜艇水平面定深和空间变深旋回控制进行仿真。[结果]研究表明,设计的潜艇X舵空间旋回模糊控制系统具有较好的控制效果,能实现无纵倾无横倾旋回运动。[结论]验证了X舵空间旋回模糊控制系统的有效性,对于潜艇操纵有一定的参考借鉴价值。 展开更多

关键词 潜艇 操纵性 潜艇X舵 空间旋回 模糊控制

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船舶轴系碟簧式纵向减振器动态特性分析 被引量：4

6

作者 夏极 李全超 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期194-199,共6页

[目的]为了控制船舶轴系纵向振动,提出采用碟簧式纵向减振器的设计思路,并开展动态特性研究。[方法]首先,对减振器的静刚度特性进行理论分析和实验测试;然后,研究静载荷、激振频率、碟簧组合形式等因素对减振器动刚度特性的影响;最后,... [目的]为了控制船舶轴系纵向振动,提出采用碟簧式纵向减振器的设计思路,并开展动态特性研究。[方法]首先,对减振器的静刚度特性进行理论分析和实验测试;然后,研究静载荷、激振频率、碟簧组合形式等因素对减振器动刚度特性的影响;最后,将优选后的减振器方案应用于船舶轴系,分析减振效果。[结果]结果表明:所选4片对合碟簧组合的减振器动静刚度比低,动刚度对静载荷、系统激振频率等因素的变化不敏感,为工程应用的较优方案;减振器的应用对轴系纵向振动控制效果明显。[结论]研究成果对船舶轴系碟簧式纵向减振器的工程应用具有参考价值。 展开更多

关键词 船舶振动噪声 碟形弹簧 纵向减振器 动态特性

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新型桁架箱体浮筏隔振器选型研究 被引量：2

7

作者 赵留平 王壮 +2 位作者 李晓彬 吕成刚 陈威 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第21期30-34,共5页

采用有限元法对新型桁架箱体浮筏系统在3种不同隔振器配置方案下的静强度、抗冲击强度及隔振效果进行分析。结果表明,在静力状态下,随着隔振器总静刚度的增加,浮筏的下层隔振器变形量和最大位移逐渐减小。在冲击环境下,下层隔振器的形... 采用有限元法对新型桁架箱体浮筏系统在3种不同隔振器配置方案下的静强度、抗冲击强度及隔振效果进行分析。结果表明,在静力状态下,随着隔振器总静刚度的增加,浮筏的下层隔振器变形量和最大位移逐渐减小。在冲击环境下,下层隔振器的形变量因阻尼作用随时间产生周期性衰减,隔振器总冲击刚度及个数和布置形式都会影响浮筏的抗冲击效果。在隔振效果上,较小的动刚度的隔振器具有更好的隔振效果。 展开更多

关键词 桁架箱体浮筏 隔振器 抗冲击 隔振效果

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基于SOLAS 2020概率破舱稳性要求的中型邮轮优化措施研究 被引量：3

8

作者 王晓强 李鹏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第5期17-24,56,共9页

[目的]破舱稳性是保障船舶稳性的重要性能之一,SOLAS 2020对客船分舱指数R的要求大幅提升,因此需要关注邮轮的概率破舱稳性。[方法]以某中型邮轮为对象,对比分析SOLAS 2020和SOLAS 2009中所要求的分舱指数R;采用Maxsurf软件对初始方案... [目的]破舱稳性是保障船舶稳性的重要性能之一,SOLAS 2020对客船分舱指数R的要求大幅提升,因此需要关注邮轮的概率破舱稳性。[方法]以某中型邮轮为对象,对比分析SOLAS 2020和SOLAS 2009中所要求的分舱指数R;采用Maxsurf软件对初始方案进行概率破舱计算;通过对达到的分舱指数A的影响因素分析,提出沿纵向加密分舱、设置横贯进水装置、降低重心高这3种改进措施,并对改进方案进行分析。[结果]结果表明,所达到的分舱指数A与SOLAS 2020中要求的R差距较大。与SOLAS 2009相比,SOLAS 2020对载客量约1250人的某中型邮轮的R提升了约13.6%。设置横贯进水装置对A的改善效果达到10%以上,采用沿纵向加密分舱对A的的改善效果达到8.7%;由于初始GM值较大,采用降低重心高对A的改善效果较弱。而采用改进措施的组合方案,可使中型邮轮满足SOLAS 2020的分舱指数R的要求。[结论]对于初始GM较大的中型邮轮,设置横贯进水装置的改善效果最佳,沿纵向加密分舱次之,降低重心高效果较弱。 展开更多

关键词 邮轮 SOLAS 2020 概率破舱稳性

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基于隐式马尔科夫模型的舰队应召搜潜方法 被引量：2

9

作者 卞大鹏 余珊珊 +2 位作者 张诗 余明晖 王云 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期192-200,共9页

[目的]为提高搜索到目标潜艇的概率,更有效地开展水面舰艇编队搜潜行动,对舰艇应召搜潜路径规划问题进行研究。[方法]首先,构建基于隐式马尔科夫模型(H MM)框架的水面舰艇应召搜潜模型,设计两阶段启发式求解的方法,使搜潜命中概率期望... [目的]为提高搜索到目标潜艇的概率,更有效地开展水面舰艇编队搜潜行动,对舰艇应召搜潜路径规划问题进行研究。[方法]首先,构建基于隐式马尔科夫模型(H MM)框架的水面舰艇应召搜潜模型,设计两阶段启发式求解的方法,使搜潜命中概率期望值最大,利用进化算法(E A),通过对种群内的个体进行交叉和变异操作,避免出现局部最优的问题,并与常规搜潜方法进行对比;然后,通过实验研究不同分割策略对路径优化的影响。[结果]单舰搜潜和多舰搜潜的仿真实验表明,采用所提方法能够获得最大化搜潜命中概率期望值以及最优搜潜路径。而分割次数的实验表明,合理的重新划分搜潜区域,有利于找到总体更优的搜潜路径。[结论]该模型能找到最优搜潜路径,有效提高水面舰艇编队搜潜效率。 展开更多

关键词 隐式马尔科夫模型 应召搜潜 进化算法 路径优化

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高强度钢舱段浮筏基座结构声学设计 被引量：1

10

作者 侯磊 董一洋 耿黎明 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期152-156,共5页

[目的]提出一种同时满足声学阻抗适配和力学刚度匹配要求的高强度钢舱段浮筏基座设计方案。[方法]以某典型浮筏基座为研究对象,采用不与耐压壳体连接的结构形式,调整基座结构参数,通过有限元建模分析,对原始基座和改进基座结构的阻抗特... [目的]提出一种同时满足声学阻抗适配和力学刚度匹配要求的高强度钢舱段浮筏基座设计方案。[方法]以某典型浮筏基座为研究对象,采用不与耐压壳体连接的结构形式,调整基座结构参数,通过有限元建模分析,对原始基座和改进基座结构的阻抗特性与固有频率进行多方案计算分析,并对考虑基座影响的耐压船体强度进行校核,获得满足设计要求的浮筏基座方案。[结果]计算结果表明,改进基座阻抗幅值增加,固有频率与设备特征频率的耦合性降低,耐压船体的强度满足规范要求,重量增加在接受范围以内。[结论]该浮筏基座设计方案可为兼顾声学和力学特性的高强度钢舱段内大型基座设计提供参考。 展开更多

关键词 高强度钢 浮筏基座 结构声学 声学阻抗 屈服应力

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船舶环状冷媒水系统冬季工况运行模拟分析 被引量：1

11

作者 郑军林 严天 徐新华 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期133-137,共5页

针对某船舶环状冷媒水系统冬季负荷特点,提出采用单泵及双泵供全船全年用户支路冬季运行2种模式。通过对该系统的仿真模拟,研究不同工况下,船舶在冬季运行模式下的全年用户支路的流量分配、水力平衡特性以及系统的水力稳定性。对单泵模... 针对某船舶环状冷媒水系统冬季负荷特点,提出采用单泵及双泵供全船全年用户支路冬季运行2种模式。通过对该系统的仿真模拟,研究不同工况下,船舶在冬季运行模式下的全年用户支路的流量分配、水力平衡特性以及系统的水力稳定性。对单泵模式,任意1台水泵供水均能使全船各全年用户支路流量达到设计值的70%左右,支路最大不平衡率小于1%;在不同工况下,同一支路的流量最大偏差为7.27%~7.41%。对双泵模式,任意2台水泵联合供水均能使全船全年用户支路流量达到设计值的100%左右,且无水力失衡现象;在不同双泵联合运行工况下,同一支路的流量最大偏差小于5%。结果表明,对于船舶环状冷媒水系统单泵运行或者双泵运行可满足船舶部分负荷以及满负荷冬季工况需要,水力稳定性小于15%,满足工程需求。 展开更多

关键词 环状冷媒水系统 冬季工况 流量分配 水力平衡特性 水力稳定性

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柴油机烟气喷淋条件下烟黑浓度测量实验研究

12

作者 吴廉巍 王兴刚 +3 位作者 石帅 王振 程建平 程强 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期269-276,共8页

[目的]为探讨水喷淋方式对柴油机烟气的烟黑净化处理效果,开展相关实验研究。[方法]利用Dekati型低压撞击器(DLPI)对烟道中烟黑进行取样,采用在取样枪上包裹加热带并控制其温度的方法防止喷淋后湿烟气冷凝,使湿烟气中烟黑进入DLPI时与... [目的]为探讨水喷淋方式对柴油机烟气的烟黑净化处理效果,开展相关实验研究。[方法]利用Dekati型低压撞击器(DLPI)对烟道中烟黑进行取样,采用在取样枪上包裹加热带并控制其温度的方法防止喷淋后湿烟气冷凝,使湿烟气中烟黑进入DLPI时与其在烟道中的状态相同。实验首先利用烟气分析仪对烟气浓度均匀性进行测量,验证烟气分布基本均匀;然后利用DLPI确定取样时间,进而对不同柴油机负荷、不同喷淋水量下的烟黑净化效率进行测量比较分析。[结果]结果表明:水喷淋对烟黑的净化效率可达到50%;相同喷淋流量下,柴油机100%负荷下的烟黑净化效率高于50%负荷;当喷淋流量达到一定值后,其烟黑捕集净化效率可能达到极值;烟气在喷淋之后大粒径的烟黑颗粒明显减少,而小颗粒烟黑会发生团聚作用,在50%负荷下由于烟气速度较低,水雾与烟黑接触时间更长,小颗粒烟黑团聚效果比100%负荷中更明显。[结论]水喷淋可有效降低柴油机烟气烟黑排放。 展开更多

关键词 柴油机 烟气喷淋 烟黑浓度测量 Dekati型低压撞击器

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蒸汽动力系统在不同工况下的凝水分配协调性分析 被引量：2

13

作者 张凡 吴廉巍 张侨禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期188-193,共6页

[目的]为满足蒸汽动力系统在不同工况下的使用要求,需开展凝水分配协调性分析和管路优化设计。[方法]基于Flowmaster仿真计算软件,建立凝水系统的管网仿真模型,分析低工况和高工况下的凝水系统压力和流量分配情况,并相应提出降低水柜安... [目的]为满足蒸汽动力系统在不同工况下的使用要求,需开展凝水分配协调性分析和管路优化设计。[方法]基于Flowmaster仿真计算软件,建立凝水系统的管网仿真模型,分析低工况和高工况下的凝水系统压力和流量分配情况,并相应提出降低水柜安装高度和调整系统管路连接方式这2种优化设计方案。[结果]计算结果表明:在低工况下,当凝水系统中节流阀开度30%、循环阀开度45%时,储水量最大为0.128(归一化处理结果),当节流阀开度小于13%时,凝水系统将无法实现储水功能;在高工况下,当凝水系统中节流阀开度90%、循环阀开度18%时,储水量最大为0.404,且凝水系统的分配协调性更好;2种优化设计方案均可有效改善低工况下凝水系统的分配协调性。[结论]研究成果可为实船凝水系统的管路优化设计提供参考。 展开更多

关键词 蒸汽动力装置 蒸汽冷凝水 储水能力 管路优化设计

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汲水斗对水面飞行器水动力性能的影响 被引量：1

14

作者 王晓强 来曙光 肖志坚 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期30-35,63,共7页

[目的]基于数值和试验方法研究汲水斗不同状态下水面飞行器的水动力性能变化规律。[方法]首先,通过试验方法研究水面飞行器放下汲水斗时在不同速度及不同排水量下的水动力性能;然后,采用CFD数值方法求解不同速度下,无、收起和放下汲水斗... [目的]基于数值和试验方法研究汲水斗不同状态下水面飞行器的水动力性能变化规律。[方法]首先,通过试验方法研究水面飞行器放下汲水斗时在不同速度及不同排水量下的水动力性能;然后,采用CFD数值方法求解不同速度下,无、收起和放下汲水斗3种情况下水面飞行器的黏性绕流场。[结果]结果显示,随着速度的增大,在相同汲水量下,水面飞行器的总阻力、升沉幅度均随之增大,纵倾角减小;随着汲水量的增大,其总阻力、纵倾角和升沉幅度增大;汲水斗放下时水面飞行器的总阻力明显增大,升沉增大,但纵倾角减小;汲水斗收起时对水面飞行器的水动力性能影响不大。[结论]所得研究结果对水面飞行器汲水斗的优化设计具有重要指导意义。 展开更多

关键词 水面飞行器 汲水斗 汲水效率 汲水载荷 水动力性能

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艉部新型球面舱壁结构强度及稳定性分析

15

作者 侯磊 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期56-62,共7页

[目的]为了使艉部具有更大的布置空间,有利于优化轴系布置,并减小艉部振动,提出一种艉部新型球面舱壁结构型式。[方法]采用ANSYS有限元软件建立其有限元模型,对比分析新型和传统球面舱壁结构的强度和稳定性;然后针对不同球面舱壁厚度情... [目的]为了使艉部具有更大的布置空间,有利于优化轴系布置,并减小艉部振动,提出一种艉部新型球面舱壁结构型式。[方法]采用ANSYS有限元软件建立其有限元模型,对比分析新型和传统球面舱壁结构的强度和稳定性;然后针对不同球面舱壁厚度情况,研究围栏厚度对舱壁结构强度和稳定性的影响。[结果]研究表明,当围栏厚度增加时,舱壁结构稳定性近似成线性增加,而其对球面舱壁结构强度的影响取决于最大Mises应力出现的位置:当最大Mises应力出现在围栏附近时,增加围栏厚度可使之有效降低;当最大Mises应力出现在过渡环壳处时,增加围栏厚度对降低结构最大Mises应力无益。[结论]研究成果可为球面舱壁结构型式设计提供参考。 展开更多

关键词 球面舱壁 耐压强度 稳定性 有限元法

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间隙对水润滑轴承冷却性能影响研究

16

作者 吴廉巍 罗斌 邹群 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第10期58-62,共5页

采用ICEM和Fluent软件,通过计算得到不同水膜间隙的水润滑轴承水膜CFD模型,探讨其对水润滑冷却性能的影响。研究发现,在相同结构的轴承中,轴承间隙越大,轴承最小水膜厚度越小,水膜压力越大,水膜最高温度越大。在进行水润滑轴承结构时,... 采用ICEM和Fluent软件,通过计算得到不同水膜间隙的水润滑轴承水膜CFD模型,探讨其对水润滑冷却性能的影响。研究发现,在相同结构的轴承中,轴承间隙越大,轴承最小水膜厚度越小,水膜压力越大,水膜最高温度越大。在进行水润滑轴承结构时,要充分注意到轴承的空隙,避免出现温度升高的情况。 展开更多

关键词 水润滑轴承 冷却性能 轴承间隙 FLUENT ICEM

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法国舰艇核动力技术发展与展望

17

作者 钱超 王艳武 鲍敬源 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第21期180-184,共5页

本文梳理法国海军核动力装置研发历程,总结法国海军核动力装置特点,通过潜艇航田核动力造型分析,展望了未来法国舰艇核动力装置的发展方向。

关键词 法国 舰艇 核动力

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法国舰艇核动力技术发展与展望

18

作者 钱超 王艳武 鲍敬源 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第19期182-184,共3页

本文梳理了法国海军核动力装置研发历程,总结了法国海军核动力装置特点,展望了未来法国舰艇核动力装置的发展方向。

关键词 法国 舰艇 核动力

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