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基于Kriging代理模型的船舶水动力性能多目标快速协同优化 被引量:21
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作者 王刚成 马宁 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期666-673,共8页
引入Kriging代理模型,对船舶兴波阻力、垂荡和纵摇运动幅值进行了多目标快速优化.优化过程中,以Rankine源非线性势流理论和三维频域面元法为基础,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)并结合船体曲面修改函数对船体型线进行多目标优化设计,... 引入Kriging代理模型,对船舶兴波阻力、垂荡和纵摇运动幅值进行了多目标快速优化.优化过程中,以Rankine源非线性势流理论和三维频域面元法为基础,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)并结合船体曲面修改函数对船体型线进行多目标优化设计,将高精度Kriging代理模型引入到优化进程中以解决迭代造成的耗时难题.数值分析结果表明:该优化方法能够使船型最优,在设计吃水、服务航速下有效减少航行阻力并提高耐波性能,且Kriging代理模型方法可以大幅提高船型优化效率.最后,基于雷诺平均(RANS)方程的计算流体动力学(CFD)方法对模型尺度λ为31.599的最优船型的阻力结果进行了对比验证,以证明优化结果的可靠性. 展开更多
关键词 多目标优化 Kriging代理模型 阻力 耐波性 雷诺平均方程
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基于混合动态罚函数改进协同优化算法的船舶结构静动力学优化设计 被引量:9
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作者 郭天奇 夏益美 +1 位作者 王福花 王德禹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期70-76,共7页
基于标准协同优化算法,针对已有改进协同优化算法的松弛因子法和罚函数法的缺陷,引入松弛因子构造混合动态罚函数改进协同优化算法,在Isight优化软件中采用了同时具备非支配排序遗传算法和自适应模拟退火算法优点的混合算法优化系统级... 基于标准协同优化算法,针对已有改进协同优化算法的松弛因子法和罚函数法的缺陷,引入松弛因子构造混合动态罚函数改进协同优化算法,在Isight优化软件中采用了同时具备非支配排序遗传算法和自适应模拟退火算法优点的混合算法优化系统级。将改进的协同优化算法应用到船舶结构的多目标优化设计中,对船舶机舱结构的静力学和动力学特性进行优化,得到最优解并与已有的基于动态罚函数的协同优化算法结果进行比较。优化结果表明,基于混合动态罚函数改进协同优化算法的迭代次数更少,目标值更优且学科间不一致信息更小,对于实际船舶工程上的多目标多学科结构优化有一定应用价值。 展开更多
关键词 协同优化算法 混合动态罚函数 混合算法 船舶机舱
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一种无需指定船舶位置的新型船舶大规模自主编队方法
3
作者 丁明 王磊 +1 位作者 丁英 王一听 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期191-199,共9页
[目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果... [目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果]结果表明,所提方法能够按照“就近原则”快速地完成编队,通信量低且不随编队规模而增加。通过对船舶编队的静态、动态、旋转、缩放和避障的仿真验证了这种算法的有效性。[结论]所提虚拟壁面法具有通信量低、编队速度快、扩充简单等优势,在船舶大规模编队中具有明显优势。 展开更多
关键词 船舶编队 虚拟壁面法 集群控制 分布式控制 避障
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基于分段动态松弛协同优化算法的船舶机舱结构优化设计 被引量:5
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作者 钱杨 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第6期40-46,共7页
基于标准的协同优化算法,针对其对初始点敏感、收敛慢等固有缺陷,将协同优化算法法与混合优化算法及动态松弛法相结合,提出分段动态松弛协同优化算法,并将其应用到船舶机舱结构多目标优化问题中。针对船舶主机舱结构静、动态多学科多目... 基于标准的协同优化算法,针对其对初始点敏感、收敛慢等固有缺陷,将协同优化算法法与混合优化算法及动态松弛法相结合,提出分段动态松弛协同优化算法,并将其应用到船舶机舱结构多目标优化问题中。针对船舶主机舱结构静、动态多学科多目标优化问题,建立主机舱结构的多目标协同优化模型。在Isight优化软件中采用改进的分段动态松弛协同优化算法,对船舶机舱结构进行静、动态多学科多目标协同优化设计,得到优化设计的最优解。优化结果表明,相对于基于遗传算法的协同优化算法,分段动态松弛协同优化算法兼顾了优化的高效性和准确性,对于实际工程中更加复杂的多学科多目标结构优化具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 船舶机舱结构 协同优化 混合算法 动态松弛
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基于贝叶斯理论和条件协同模拟的海上风电场土体参数空间变异性表征 被引量:1
5
作者 徐加宝 张泽超 +5 位作者 张璐璐 曹子君 王宇 张一凡 张德 陈杨明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1644-1654,共11页
海上风电场土体参数的空间变异性表征对海上风电工程具有重要意义,多源土体参数融合可降低表征结果的不确定性。然而,现有方法无法利用非同位多源土体参数数据,且不考虑统计不确定性对空间变异性表征的影响。为此,提出了基于贝叶斯理论... 海上风电场土体参数的空间变异性表征对海上风电工程具有重要意义,多源土体参数融合可降低表征结果的不确定性。然而,现有方法无法利用非同位多源土体参数数据,且不考虑统计不确定性对空间变异性表征的影响。为此,提出了基于贝叶斯理论的条件协同模拟方法,该方法根据非同位多源土体参数数据,利用贝叶斯理论估计交叉变异函数,再利用条件协同模拟方法生成大量土体参数空间分布的模拟样本,表征参数空间变异性,表征过程中合理地考虑模型参数的统计不确定性。以某海上风电场为工程背景,利用提出的方法融合无侧限抗压强度(qu)和标准贯入试验(SPT)击数N值,表征qu的空间变异性。结果表明:提出的方法可以根据有限非同位的qu和N值数据,表征qu的空间变异性,合理地反映了有限数据条件下统计不确定性的影响。此外,利用强信息先验分布或者融合标准贯入数据,可以降低变异函数模型参数统计不确定性和条件协同模拟结果的不确定性。 展开更多
关键词 海上风电场 空间变异性 条件协同模拟 贝叶斯理论 多源数据融合
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船舶螺旋桨推力的在线高精度辨识方法
6
作者 马相龙 吴昊 +3 位作者 邹冬林 薛林 塔娜 饶柱石 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期310-318,共9页
[目的]螺旋桨推力在轴系上产生的微弱形变信号易被干扰噪声所淹没,导致难以准确测量其推力,故提出一种在低信噪比下仍具有很高精度的螺旋桨推力测量方法。[方法]综合考虑测量数据误差的影响以及数据中潜藏的力学机制,基于Kalman滤波结... [目的]螺旋桨推力在轴系上产生的微弱形变信号易被干扰噪声所淹没,导致难以准确测量其推力,故提出一种在低信噪比下仍具有很高精度的螺旋桨推力测量方法。[方法]综合考虑测量数据误差的影响以及数据中潜藏的力学机制,基于Kalman滤波结合推力–位移状态方程建立轴系推力辨识模型,并以恒定转速、变转速及低频波动转速3种工况为例开展轴系推力测量研究,分析不同信噪比下该方法的推力辨识精度与鲁棒性。[结果]研究结果表明,当信噪比仅为20 dB时,推力辨识的最大相对误差仅为3.56%,验证了其在低信噪比下的高精度辨识能力与鲁棒性。[结论]研究成果可为实船环境下螺旋桨推力及轴系状态的在线实时高精度监测提供参考。 展开更多
关键词 KALMAN滤波 推力辨识 推进轴系 位移测量 在线监测
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深海浮球内部气压对水下内爆波的抑制机理
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作者 赵一凡 赵敏 +1 位作者 胡延东 冯淼林 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期106-114,共9页
深海潜器常携带中空浮球来为其提供浮力。陶瓷因其高强度、低密度等优点成为浮球的理想材料。然而,中空结构在外部高压环境下易发生内爆,产生的内爆波会对周围结构产生毁灭性损害。为了探索浮球内部初始气压对内爆波的影响,首先,利用气... 深海潜器常携带中空浮球来为其提供浮力。陶瓷因其高强度、低密度等优点成为浮球的理想材料。然而,中空结构在外部高压环境下易发生内爆,产生的内爆波会对周围结构产生毁灭性损害。为了探索浮球内部初始气压对内爆波的影响,首先,利用气泡动力学对其不考虑球壳影响时进行理论分析,得到内爆波压力脉冲沿径向以指数-1衰减,并指出其物理意义和隐含假设,进而从能量分析得到增加内压使压缩空气消耗的能量增加,从而减弱释放到水中的压力波能量;其次,采用三相流固耦合有限元模型进行计算,考虑水的可压缩性和球壳因挤压引起的脆性破裂的影响,得到更为接近实际的内爆压力的分布。由于两侧挤压球壳,外部的水在不断扩大的缺口处产生向内的射流,造成内部气体非球形塌缩,后续压力波呈现出与球壳碎裂方式有关的方向性差异。通过有限元模型对内部初始气压的研究表明,增加初始内部气体压力到1 MPa时,压力脉冲在球壳表面处下降了15.6%~24.8%。这一结果表明,在几乎不增加浮球质量的条件下,增加内部初始气压具有很好地抑制近端内爆波强度的效果。 展开更多
关键词 流固耦合 水下内爆 数值模拟 陶瓷浮球 压力脉冲
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船舶短上层建筑(甲板室)甲板应力分布规律研究
8
作者 廖世扬 刘俊 曾文源 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第6期50-57,共8页
船舶短上层建筑(或甲板室)由于规模小,横剖面正应力沿高度分布不满足平断面假定,应力分布规律与一般船型上层建筑不同,规范中缺乏针对性的设计依据。以一艘典型的短上层建筑油船为研究对象,设计多种短上建方案,借助有限元法对船舶短上... 船舶短上层建筑(或甲板室)由于规模小,横剖面正应力沿高度分布不满足平断面假定,应力分布规律与一般船型上层建筑不同,规范中缺乏针对性的设计依据。以一艘典型的短上层建筑油船为研究对象,设计多种短上建方案,借助有限元法对船舶短上层建筑甲板应力分布规律进行研究,讨论了短上层建筑长度、高度及其所在位置的影响,有限元结果与斯曼斯基和库尔庙莫夫理论公式结果的对比表明两式都有一定局限性,预报短上层建筑甲板应力会有误差。进一步在有限元结果和理论公式基础上提出新的短上建甲板应力分布公式的基本形式,采用指数函数模型对短上层建筑正应力进行拟合,得出短上层建筑船型的正应力沿高度分布规律公式,验算结果表明新公式适用性较好,可为早期短上层建筑船型强度设计提供参考。 展开更多
关键词 短上层建筑 强度计算 正应力分布规律 指数拟合
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高强钢薄板切割变形的机理研究及预控分析 被引量:1
9
作者 王江超 杜仕忠 +4 位作者 陈相飞 牛业兴 杨洋 赵宏权 吴磊 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期299-307,共9页
[目的]为有效控制高强钢薄板的火焰切割精度,研究切割面外失稳变形及面内弯曲变形的产生机理,提出动态辅助加热减小火焰切割变形的工艺方法。[方法]以3mm厚的Q550板材为研究对象,通过火焰切割试验和三坐标测量等方法,观测到高强钢薄板... [目的]为有效控制高强钢薄板的火焰切割精度,研究切割面外失稳变形及面内弯曲变形的产生机理,提出动态辅助加热减小火焰切割变形的工艺方法。[方法]以3mm厚的Q550板材为研究对象,通过火焰切割试验和三坐标测量等方法,观测到高强钢薄板切割件的面外失稳变形和面内弯曲变形;应用大变形理论的热-弹-塑性有限元计算,分析高强钢薄板切割的热力学响应,以及辅助加热对高强钢薄板切割变形的影响。[结果]预测的切割变形趋势和数值,都与实际测量结果高度吻合;在远离割缝区域辅助加热,切割面外失稳变形可降低90%,且面内弯曲变形降低40%以上。[结论]基于切割变形产生的力学机理,可采用不同的辅助加热工艺,提高薄板火焰切割的精度;同时,应用高通量的热-弹-塑性有限元计算,可以得到减小火焰切割变形的优化工艺,指导高强钢薄板的高精度建造。 展开更多
关键词 薄板切割变形 热-弹-塑性有限元计算 辅助加热工艺 反向弯曲力矩 纵向收缩力 有限元法
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CCF/PC丝材制备与性能研究
10
作者 汪骥 李晨龙 +5 位作者 李瑞 刘玉君 刘晓 王安刚 高立 于鹏法 《大连理工大学学报》 北大核心 2025年第4期347-353,共7页
连续碳纤维(CCF)增强复合材料具有轻质高强等优异性能,结合3D打印技术在船舶建造行业具有广阔应用前景,其中丝材制备是目前亟待解决的关键技术.采用正交实验法,以树脂进给量(A)、外包裹结构件加热温度(B)和收卷速度(C)作为研究因素,并... 连续碳纤维(CCF)增强复合材料具有轻质高强等优异性能,结合3D打印技术在船舶建造行业具有广阔应用前景,其中丝材制备是目前亟待解决的关键技术.采用正交实验法,以树脂进给量(A)、外包裹结构件加热温度(B)和收卷速度(C)作为研究因素,并考虑丝材制备工艺参数之间的交互作用,根据正交实验表进行连续碳纤维增强聚碳酸酯(CCF/PC)丝材制备实验,以连续碳纤维丝材的单位直径、拉伸强度性能作为衡量指标.通过极差分析和方差分析,确定了使CCF/PC丝材整体性能最优的工艺参数组合:树脂进给量(A)为3挡、外包裹结构件加热温度(B)为270℃、收卷速度(C)为150mm/min.在最优工艺参数下制备的丝材单位直径为0.594mm,拉伸强度高达451.07MPa.研究结果可为连续碳纤维增强复合材料在船舶建造行业的应用提供理论依据. 展开更多
关键词 3D打印 连续碳纤维(CCF) 丝材制备 工艺参数 正交实验
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浮式联排光伏动力响应及其连接件特性研究 被引量:2
11
作者 达邵炜 付世晓 +2 位作者 许玉旺 李德江 宋斌 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期15-29,共15页
中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研... 中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研究释放不同转角约束下浮体运动响应以及连接件受力情况;对于柔性连接件,考察了拉伸刚度对整个光伏系统力学性能的影响规律。此外,研究了不同环境载荷组合下的多浮体响应特性以及连接件承载能力。研究结果表明,刚性连接件转角约束可有效限制浮体纵荡、纵摇运动,柔性缆绳拉伸刚度在一定范围内影响浮体纵荡响应特性;在两种连接方案下,连接件载荷响应与环境载荷组合有关,光伏系统内外侧连接件分别呈现不同承载力特性。 展开更多
关键词 浮式联排光伏 连接器特性 刚性约束方式 柔性缆绳拉伸刚度 多浮体运动响应
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不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应研究 被引量:1
12
作者 王须民 张之凡 +1 位作者 张桂勇 孙铁志 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
爆炸破冰是一个复杂的多相耦合过程,为了研究不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应,本文利用LS-DYNA对爆炸破冰过程进行数值模拟,研究了空中、冰内和水下爆炸载荷特性及对层冰结构的破坏模式,对比分析了不同介质中爆炸破冰的效果,给... 爆炸破冰是一个复杂的多相耦合过程,为了研究不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应,本文利用LS-DYNA对爆炸破冰过程进行数值模拟,研究了空中、冰内和水下爆炸载荷特性及对层冰结构的破坏模式,对比分析了不同介质中爆炸破冰的效果,给出了药量和爆距对破冰效果的影响规律。结果表明:水下爆炸的破冰效率最高,其次是冰内爆炸破冰,空中爆炸的破冰效率最低。随着爆距的增大,装药位置由空中到冰内再到水下,破口半径先缓慢增大后迅速减小,水下爆炸破冰存在最优爆距,当爆距约为7.5倍装药半径时层冰的破口半径存在最大值。 展开更多
关键词 空中爆炸 冰内爆炸 水下爆炸 气泡 冲击波 层冰结构 破坏效果 数值模拟
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柔性基础非线性能量阱隔振系统动力学特性分析
13
作者 陈森 朱翔 +2 位作者 李天匀 陈树鑫 戴维 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期145-155,共11页
针对舰船等工程领域低频线谱控制难题,建立考虑柔性基础的非线性能量阱隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法和Runge-Kutta法分析系统的非线性动力学特性。探讨基础参数对系统幅频特性的影响,并分析系统在共振频率处的非线性动力学行为。... 针对舰船等工程领域低频线谱控制难题,建立考虑柔性基础的非线性能量阱隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法和Runge-Kutta法分析系统的非线性动力学特性。探讨基础参数对系统幅频特性的影响,并分析系统在共振频率处的非线性动力学行为。以振动功率流为评价参数,探讨非线性能量阱质量比、立方刚度、阻尼对减振效果的影响规律。针对本文计算模型的研究表明:当基础刚度较弱时,非线性能量阱对设备的幅频响应特性影响较大;对于特定的参数,基础和设备在一阶共振频率处的运动状态可能是不同的;非线性能量阱减振效果良好,在本算例中传递到基础的功率流峰值降低了13.95 dB。 展开更多
关键词 柔性基础 非线性能量阱 谐波平衡法 振动功率流
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MPS方法研究进展及其在船舶水动力学问题中的应用 被引量:6
14
作者 陈翔 张友林 万德成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期955-972,共18页
移动粒子半隐式方法(moving particle semi-implicit,MPS)是基于Lagrangian观点来描述流体的运动,具有能够灵活处理自由面的大幅度变形及物体的运动变形等优点,近年来受到越来越多研究人员的关注。本文对MPS方法的研究进展及其在船舶与... 移动粒子半隐式方法(moving particle semi-implicit,MPS)是基于Lagrangian观点来描述流体的运动,具有能够灵活处理自由面的大幅度变形及物体的运动变形等优点,近年来受到越来越多研究人员的关注。本文对MPS方法的研究进展及其在船舶与海洋工程水动力学问题中的应用现状进行介绍。从计算精度方面,介绍了研究人员为提高压力场的光滑性及稳定性,对粒子间相互作用模型做出的多种改进。从计算效率方面,介绍了提高MPS方法计算速度的主要技术手段,同时从扩展MPS方法在实际水动力学问题中应用范围的角度,介绍了研究人员在数值边界条件和多相流方面做出的贡献。本文回顾了MPS方法在船舶与海洋工程典型水动力学问题中的应用成果,对该方法在数值格式改进、与其他方法耦合及三维复杂实际工程应用方面的发展空间进行了展望。 展开更多
关键词 无网格粒子法 移动粒子半隐式方法 并行加速技术 重叠粒子技术 多分辨率粒子技术 多相流 流固耦合
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基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究 被引量:7
15
作者 邹冬林 张建波 +1 位作者 塔娜 饶柱石 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期9-19,共11页
在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分... 在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。 展开更多
关键词 附加质量 附加阻尼 螺旋桨 流固耦合 面元法
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深海水力集矿球形颗粒受力特性试验研究 被引量:9
16
作者 赵国成 肖龙飞 +1 位作者 杨建民 岳子钰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期907-912,共6页
深海采矿一般采用水力集矿方式将海床表层的矿石颗粒采集到集矿机内,圆球矿石颗粒在集矿流场中的受力特性研究是集矿系统的设计基础.通过在实验室设计并搭建水力集矿试验系统,研究不同集矿头离底高度与矿粒直径比(h/d)、集矿头与矿粒底... 深海采矿一般采用水力集矿方式将海床表层的矿石颗粒采集到集矿机内,圆球矿石颗粒在集矿流场中的受力特性研究是集矿系统的设计基础.通过在实验室设计并搭建水力集矿试验系统,研究不同集矿头离底高度与矿粒直径比(h/d)、集矿头与矿粒底部端点之间的偏转角度(θ)、不同集矿头拖曳速度(vt)对球形矿粒在集矿流场中的垂向受力系数(Cvs)及径向受力系数(Crs)的影响.研究结果表明:Cvs随h/d的增加呈显著的指数关系减小;垂向力预测公式预报的矿粒垂向受力误差小于10%;当θ=20°时,Cvs达到快速衰减转折点;Cvs和Crs的最大值随着vt的增加有增大的趋势,且当θ=35°或θ=40°时,Crs达到最大值.研究结果可为深海采矿水力集矿系统的设计及矿粒精准开采的实施提供一定的参考依据. 展开更多
关键词 深海采矿 水力集矿 球形矿粒 量纲分析 受力特性
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船舶操纵运动CFD数值模拟研究进展 被引量:15
17
作者 王建华 万德成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期813-824,共12页
船舶操纵性是船舶设计中最关心的性能之一,而船舶操纵运动响应可以用于评估操纵性能的优劣。随着高性能计算机的飞速发展以及计算流体力学的长足进步,采用CFD全粘性流场求解方法进行船舶操纵运动,尤其是带桨带舵船舶操纵运动的数值模拟... 船舶操纵性是船舶设计中最关心的性能之一,而船舶操纵运动响应可以用于评估操纵性能的优劣。随着高性能计算机的飞速发展以及计算流体力学的长足进步,采用CFD全粘性流场求解方法进行船舶操纵运动,尤其是带桨带舵船舶操纵运动的数值模拟研究有着巨大的潜力和工程应用前景。本文阐述了基于CFD方法进行的船舶操纵运动数值模拟及约束船模操纵运动和自航船模操纵运动数值模拟研究状况,阐述了螺旋桨体积力模型、滑移网格方法和重叠网格方法在自航船舶操纵运动数值模拟中的研究进展。简述了船舶操纵运动数值模拟研究中的挑战及未来研究的趋势。 展开更多
关键词 船舶操纵运动 CFD数值模拟 船桨舵相互作用 粘性流场 体积力模型 滑移网格方法 重叠网格方法 RANS方法 分离涡模拟
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任意边界条件下中心开口矩形板自由振动特性分析 被引量:9
18
作者 邱永康 李天匀 +2 位作者 朱翔 郭文杰 毛艺达 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期112-117,共6页
针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题,引入改进傅里叶级数方法,用改进傅里叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数,该级数形式具有收敛性好、精度高等特点,采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件,并结合... 针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题,引入改进傅里叶级数方法,用改进傅里叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数,该级数形式具有收敛性好、精度高等特点,采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件,并结合位移连续条件和Rayleigh-Ritz能量泛函变分法,对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题,通过求解方程可得到中心开口矩形板的固有频率及其对应振型;对不同边界组合不需重新推导公式,只需改变模拟弹簧刚度值即可,提高了效率,最后通过数值算例与有限元方法的计算结果进行对比分析以验证文中方法的有效性和精确性。 展开更多
关键词 开口矩形板 改进傅立叶级数 能量法 任意边界
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深海管道在冲击载荷作用下的局部屈曲特性研究 被引量:10
19
作者 杨政龙 余建星 +2 位作者 陈海成 余杨 段晶辉 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期255-261,共7页
水下落物撞击是海底管道的主要事故形式之一,而深水环境下的落物撞击是高静水压联合落物冲击载荷作用下的结构响应过程.采用LS-DYNA有限元软件建立了管道、海床数值模型,模拟外界水压和冲击载荷联合作用下结构动态响应过程,并通过全尺... 水下落物撞击是海底管道的主要事故形式之一,而深水环境下的落物撞击是高静水压联合落物冲击载荷作用下的结构响应过程.采用LS-DYNA有限元软件建立了管道、海床数值模型,模拟外界水压和冲击载荷联合作用下结构动态响应过程,并通过全尺寸落物撞击实验结果验证了模型方法的可靠性.利用验证的模型方法,研究了外界水压对管道碰撞损伤及屈曲失稳的影响.研究表明:落物撞击主要对管道结构的初始稳定性造成影响,静水压力的附加做功加剧了管道的局部塑性变形.同时,随着外界水压增大,碰撞初始阶段的塑性变形越大,甚至在高静水压作用下发生即刻的屈曲失稳破坏.研究结果对复杂动力载荷作用下深海管道结构安全评估具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 海底管道 凹陷 落物 屈曲
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深海管道外部点腐蚀缺陷对其屈曲性能的影响 被引量:5
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作者 樊志远 余建星 +3 位作者 余杨 王华昆 段晶辉 李修波 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期770-778,共9页
基于全尺寸及缩比尺深海管道屈曲实验,结合有限元数值模拟分析,从椭圆度+点腐蚀复合缺陷的角度,研究了典型外部点腐蚀缺陷对深海管道屈曲性能的影响,探讨了静水压力下含外部点腐蚀缺陷深海管道的屈曲机理.分析结果显示,静水压力作用下,... 基于全尺寸及缩比尺深海管道屈曲实验,结合有限元数值模拟分析,从椭圆度+点腐蚀复合缺陷的角度,研究了典型外部点腐蚀缺陷对深海管道屈曲性能的影响,探讨了静水压力下含外部点腐蚀缺陷深海管道的屈曲机理.分析结果显示,静水压力作用下,含外部点腐蚀缺陷深海管道的屈曲行为主要受到管道初始椭圆度缺陷的影响,其屈曲位置发生在管道轴向各截面最大初始椭圆度位置,而受到点腐蚀的影响很小.进一步考虑点腐蚀缺陷位于初始椭圆度缺陷短轴上的情况,结合实验及敏感性分析,研究了椭圆度+点腐蚀复合缺陷共同作用下的深海管道屈曲现象,结果显示点腐蚀对于深海管道后屈曲形态具有一定影响,但影响程度有限,同时随着点蚀深度和点蚀直径的增加,深海管道屈曲压力有降低的趋势,但同样降低幅度很小. 展开更多
关键词 深海管道 局部屈曲 椭圆度 点腐蚀缺陷 复合缺陷
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