小水线面双体船横摇阻尼特性数值与试验研究

针对安装稳定鳍的小水线面双体船开展了零速静水自由横摇衰减数值与试验研究。通过不确定度分析验证数值计算方法的可靠性,进而对比船体的线性横摇阻尼和非线性横摇阻尼,并分析摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船横摇恢复力矩的影响规律。结果表明:由数值计算求得的自由横摇衰减曲线与试验结果吻合良好;在线性横摇运动假设下,线性横摇阻尼系数随着初始横倾角的增加而增大;将通过数值计算求得的非线性阻尼系数代入到非线性横摇运动方程中能准确地模拟船体的自由横摇衰减运动;摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船零速静水自由横摇时的横摇恢复力矩贡献很小。     

磁粉离合器横摇激振装置

一、前言近来有越来越多的注意力集中在非线性横摇问题上,这是因为船舶的大角度横摇问题还需要进行充分的研究。在这里我们介绍一种宜于进行船模大角度横摇实验研究的装置——磁粉离合器横摇激振仪,它具有如下特性: 1.通过信号发生器可以准确地控制激振力矩的函数形式和大小; 2.通过控制激磁电流,可以保持等幅值的激振力矩,基本不受船模和装置之间相对运动的影响。即激振力矩幅不随船模的运动而变化; 3.对于正弦激振力矩,可以精确的分辩和控制其频率到步长为0.001赫芝,并能获得比较稳定的船模横摇运动的幅值和相位。船模在规则波中小阻尼的非线性横摇的显著特点之一是幅频曲线和相频曲线的跳跃     

船舶非线性横摇阻尼试验测定

波浪中大幅度的船舶横摇运动的危害性,虽然早就引起了重视和研究,但迄今横摇运动的预报问题在理论上还没有满意决定。因为对于横摇运动,粘性阻尼尚不能用理论精确计算,非线性问题要充分考虑。为了从试验获得可靠的非线性横摇阻尼系数,我们进行了“可控力矩式磁粉离合器横摇激振装置”的研制。其基本原理和初步调试结果曾发表在15thITTC会刊和1979年《武汉造船》上,并在第二届船舶耐波性学术讨论会上     

两栖型指控车非线性横摇安全盆侵蚀研究

采用单自由度系统研究了两栖型指控车在规则波激励下的非线性横摇和倾覆,非线性横摇控制方程应用四阶龙格库塔法进行数值积分;以波浪扰动力矩的幅值和波浪的频率作为变量,研究了两栖型指控车的安全盆侵蚀问题。以波浪扰动力矩的幅值为变量的安全盆侵蚀研究结果表明:当波浪扰动力矩大于0.01时,安全盆开始出现侵蚀现象,当波浪扰动力矩大于1.84时,安全盆的安全域已经变成了几个离散的点,随着波浪扰动力矩继续增大,安全盆的安全域将继续严重侵蚀,直到消失为止。以波浪频率为变量的安全盆侵蚀研究结果表明:两栖型指控车的安全盆侵蚀对波浪的频率敏感,安全盆出现明显的侵蚀;随着频率的增大,安全盆侵蚀将不会发生,表明两栖型指控车对高频波浪是安全的。     

水面舰艇随浪稳性初步探讨(一)—关于稳性丧失问题

本文对一些战斗舰艇和登陆舰在纵浪中的稳性进行了校核计算,并用联邦德国“水面舰艇随浪稳性衡准”对各型舰艇作了比较,认为: 1.波峰在船中时初稳心高GM将下降0.20米—0.30米,这对不沉性和回转性有较严重的不利影响。 2.排水量在1000吨以下的水面舰艇在横浪中所能承受的极限风速大于在纵浪中所能承受的数值,而排水量1000吨以上的水面舰艇则相反。必须尽快制订小艇在纵浪中的稳性衡准。 3.排水量1000吨以下的舰艇为保证其在纵浪中安全航行,必须对其航速有一限制。建议F,<0.4,以免随浪稳性严重恶化。     

深V型滑行艇横摇阻尼的实验确定

对深V型滑行艇模型进行了静水横摇衰减实验和零速正横浪规则波中横摇运动实验,讨论了在处理试验数据时所面临的一些问题;采用分段最小二乘拟合法对静水横摇衰减实验曲线进行光顺,用峰值处理法计算不同横摇角时的横摇阻尼,并进行多项式回归得到深V型滑行艇横摇阻尼公式.     

舰艇隐身影响质心式箔条干扰效果问题的研究

给出了在实施质心式箔条干扰时,反舰导弹末制导雷达动态跟踪目标和箔条云质心的数学模型;基于该数学模型,以台湾的"康定"级隐身舰为典型对象,就满载排水量与之相当的常规舰艇和"康定"舰针对末制导雷达实施质心式箔条干扰的成功概率进行了Monte Carlo仿真计算。计算结果表明:舰艇隐身满足了大、中型舰艇实施质心式箔条干扰时对压制系数的要求,大大提升了质心式箔条干扰的效果。     

非线性压电振动能量俘获行为建模及其不同参数影响机理研究

如何利用非线性特性来改善压电振动能量捕获性能是工程实际中需要解决的一个问题,为此建立了非线性压电振动能量捕获行为的数学模型,利用定积分法推导了该模型的数值计算方法,并针对不同参数对非线性压电振子输出电能的影响特性进行了数值仿真,结果表明:减小非线性阻尼、增大非线性压电耦合系数均有利于提高非线性压电振动能量俘获的性能;减小非线性刚度能提高低频振动能量俘获的输出,但减小了共振带宽。     

舰船静置爆炸气泡时总纵强度计算方法研究

新型"大气泡能"概念武器在水下爆炸能产生大气泡,对船体总纵强度造成很大影响,有可能使舰体发生纵向折断或倾覆。为研究这种作用,建立了舰船静置爆炸气泡时总纵弯曲强度的理论计算方法。采用静置爆炸气泡的假设,将气泡产生的浮力损失和压力差转化为等效载荷,计算气泡作用后船体的总纵弯矩和剪力并进行强度校核。以某舰艇为例进行计算,结果表明,爆炸气泡作用下船体的剪力和弯矩比静浮状态增大很多,船体发生纵向折断破坏的危险性也随之增大。     

抗战时期中国海空军的主要装备

海军舰艇抗战前中国与日本的海军实力极为悬殊。日军总吨位约110万吨,而中国只有3.8万吨,不论战力差异,光是吨位的差距就达30倍之多。因此,中国海军几乎没有进行过成规模的海战。“宁海”号巡洋舰该舰长109米,宽12米,舱深6.7米,吃水4米,排水量2526吨,部分位置有25毫米的装甲;4部油炭混烧式锅炉,3部往复式主机3轴推进,有7.7808兆瓦功率,最高航速23.2节,12节巡航时续航力5000海里;乘员军官42人、士官97人、士兵222人;装备     

航速对水面舰船极限风压值的影响

本文利用苏联计算水面舰艇抗风性能之极限风速法[1]中有关计算极限风压P_i之方法,对我国3000k吨级以下各型水面战斗舰艇在有、无航速时之P_i进行了计算分析,并与我国水面舰艇稳性规范的计算结果进行了比较。结果表明按极限风速法求出之P_i值在高速时与规范法大致相当,在零速时按极限风速法求出之P_i较规范法大20％-40％。进而论证了我国规范法把倾侧力臂取为受风面积中心至水线的距离(Z_f-T)这处理方法尽管在物理意义上是不明确的,但在应用中是可行的。     

基于ANSYS的舰船武器装备基准变化分析方法

舰船武器装备基准在外界环境作用下产生变化,从而影响武器系统的打击精度。应用ANSYS平台建立舰船有限元模型,利用三维波浪载荷的计算方法模拟航行条件下的波浪力,研究了舰船甲板面武器装备基准在两种极限海况下的变化情况,发现针对此类舰船横摇使武器装备基准产生较大的变化,并且靠近尾部和两舷位置处装备的基准变化较为显著。仿真结果表明：当舰船在风浪中航行使用武器系统时,应尽量采取顶浪航行,减少舰船横摇对武器系统基准的影响。     

色噪声作用下二阶线性系统中随机共振现象的研究

在色噪声同时作用于阻尼系数和激励信号时,研究了欠阻尼二阶线性系统中的随机共振现象。实际计算和仿真表明:该系统的平均输出幅度增益呈现非单调变化,不仅在一定条件下大于无噪声时的增益,而且适当的系统参数和噪声参数能够提高幅度增益,这对噪声环境中线性系统的理论研究以及微弱信号检测都具有一定的理论意义。     

机动灵活的新西兰海军

新西兰海军舰艇编队访问上海2005年6月17日13时,由新西兰皇家海军“特玛那”号护卫舰和“奋进”号补给舰组成的舰艇编队在新西兰国防军联合司令部海上部队司令杰克·雷蒙德·斯蒂尔准将的率领下,驶抵上海海军扬子江码头,开始对上海进行为期5天的友好访问。海军上海保障基地副司令员沈长康大校在码头主持仪式,欢迎新舰编队的到访。此次来访的“特玛那”号护卫舰舷号:F111,1999年10月10 日服役。满载排水量3600吨,舰长109米,舰宽14.8米,航速27节,续航力6000海里,配备有127毫米主舰炮一门,弗尔康六管密集阵1座,“海麻雀”舰对空导弹8枚,2架三联装鱼雷发射器,1SH-2G“海精灵”舰载直升机1架,箔条发射器及 SLQ-25鱼雷假目标干扰系统。“奋进”号补给舰,舷号:A11,1987年8月14日下水,1988年4月6日服役。满载排水量12390吨,舰长138米,舰宽18.4米,航速13.5节,续航力8000海里,配备有 Kaman“海精灵”舰载直升机1架。     

基于三稳随机共振的舰船轴频电场弱信号检测研究

针对含噪舰船轴频电场弱信号特征频率检测困难的问题,首先在引入基于三稳随机共振算法的基础上,研究了三稳系统势函数特性,并给出了三稳随机共振的临界幅值的计算方法;然后,设计了基于三稳随机共振的频率大参数信号检测方法;最后,开展了随机共振仿真分析,并对实测信号进行了轴频检测实验,结果表明:该方法能较好地分离出轴频弱信号的频率特征。     

万向铰传动旋转轴的横向振动特性分析与仿真

为进一步考察万向铰传动旋转轴的动力学特性,利用欧拉方程推导出由万向铰运动约束描述的旋转轴系横向振动模型。通过模型求解得出该系统可能存在的多种共振模式,对从动轴横向振动的超谐波共振、主共振进行稳定性分析,并对其振动响应进行数值仿真分析,验证了稳定性理论分析结果的正确性。研究表明:系统超谐波共振及主共振的稳定性条件与支撑轴承安装位置、从动轴转动惯量、输入扭矩、轴承弹簧刚度以及阻尼等因素有关;加大轴承距万向铰中心的距离、增加轴承弹簧刚度与阻尼系数等,均可导致超谐波共振或主共振的非稳定区扩大;系统在对应中心频率附近容易发生共振。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究北大核心

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

超声速反舰导弹空爆对舰艇的安全威胁研究

为研究超声速反舰导弹的空爆威力场及其对水面舰艇的安全威胁,选取典型水面舰艇和超声速半穿甲反舰导弹为研究对象,建立了超声速反舰导弹战斗部的空爆威力场模型、毁伤元素对舰艇的作用、毁伤律模型及水面舰艇的等效靶模型等。通过所建立的模型及仿真计算方法,得到了超声速反舰导弹空爆产生的冲击波及破片等毁伤元素对舰艇、舰面装备及人员等的安全威胁距离。结果表明,超声速反舰导弹的空爆炸点距离在300 m及以上时,导弹空爆产生的毁伤元素对舰艇不能造成任何形式的毁伤,并进一步分析了不同距离处毁伤元素对水面舰艇的毁伤效应,由此进一步提出了舰载末端反导舰炮武器系统对超声速反舰导弹的安全拦截距离。     

潜艇应急上浮机动不稳定性建模与仿真

为了避免潜艇在应急上浮过程中,由于较快的上浮速度以及较大的负攻角,水动力呈现强非线性,在横向流作用下潜艇可能产生过大的横倾角甚至失稳倾覆.基于艇体水流入射角和方向角定义下的潜艇非线性水动力描述形式及其试验结果,采用一种新形式的大攻角非稳态潜艇操纵运动仿真数学模型,对高压气吹除主压载水舱后潜艇应急上浮过程的运动状态进行预报.采用拉瓦尔喷管理论对高压气吹除主压载水舱的热力学过程进行建模,并将该过程计算得到潜艇所受的复杂激变力作为潜艇操纵运动仿真数学模型的控制输入,计算结果表明:相较于高压气吹除指数模型,采用的拉瓦尔喷管模型能更为真实地反映实艇高压气吹除过程,对潜艇应急上浮机动的运动状态预报更为准确.应急上浮过程中快速造成较大的尾倾角有利于抑制横倾角的增大,且横倾角主要受水舱吹除顺序的影响,受初始深度的影响较小.根据潜艇事故工况下的初始状态制定有效的高压气应急吹除挽回策略,是抑制应急上浮横倾角的主要手段.