舰船偏离航道中心运动时水压场的计算方法

本文给出了舰船以亚临界航速偏离航道中心运动时水压场的计算方法。在船体细长、水深较浅的情况下,通过渐近匹配展开法可以得到舰船运动在矩形航道中的扰动速度势控制方程。用纵向分布源涡代替舰船的存在,为满足边界条件需要使用映像原理。从文献知道,源强正比于舰船横截面面积的变化率,涡强需从一个积分方程求取。通过数值计算得到源涡强度分布后,即可求出航道中舰船的扰动压力分布。     

考虑了舰船吃水深度的舰船水压场的计算方法

一、引言舰船水压场的计算是为设计水雷水压引信、设计水压扫雷具以及研究舰船对水压水雷的防护提供物理场的依据。有关运动舰船水压场的计算,除经验公式以外,还有一些近似的理论公式。这些近似的理论公式都是把运动舰船对水质点的扰动看成为是集中在水面上舰船首尾线处的一组线源汇引起的扰动,而实际上,这种扰动是由整个船体湿表面所引起的,因此,用这种方法计算出的水压场值必然偏低,特别是在浅水区,例如水深为2～3倍舰船吃水深度时,按此法计算就会带来过大的误差。     

航海模型图纸的识别(Ⅱ)

横剖线图用平行于中横剖面的一组平面截切船体表面所得的交线称为横剖线。横剖线在 W 面上的投影常为曲线,并显示真实形状;横剖线在 V 面和 H 面的投影为直线。一组横剖线的投影反映到中横剖面上即为横剖线图。由于船体左右对称,同时避免横剖线在中横剖面上的投影相重叠影响视图的清晰,因此规定只需横剖线的一半即可。即在 W 面上由中横剖面至船首的各横剖线在中纵剖面的右边;中横剖面至船尾的各横剖线在中纵剖面的左边。横剖线的数量通常根据对船体开头的表达要求而定。一般将船体沿长度分为10等分或20等分,     

利用面元法计算舰船在水底引起的压力分布

舰船水压场的研究是设计新型水压水雷、研制水压扫雷具以及舰船自身防护的依据,具有重要的军事意义.基于船舶水动力学势流理论.建立了计算有限水深舰船水压场的数学模型.采用Hess-Smith方法将面源分布于船体表面,对舰船在有限水深引起的水底压力变化进行了数值计算,并与已有的实验结果进行了比较.进一步分析了舰船水压场的分布特...     

老龄舰船总纵强度状态评估可行性研究

针对老龄舰船船体结构评估问题,首先引入了中国船级社2011版《现有船状态评估程序指南》;然后,论述了老龄舰船的腐蚀特点及腐蚀程度测定方法,并给出了剩余剖面模数计算方法。再以某舰船为例,依据该指南对其典型舱段总纵强度状态进行了评估;最后,运用ABAQUS有限元软件直接对该舱段的现有状态总纵强度进行了计算并与《现有船状态评估程序指南》得出的总纵强度状态评估结果进行了对比分析。结果表明:该指南对于老龄舰船技术状态评估具有良好的可行性和适用性。     

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。     

考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法

为建立考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法,在分析现有常用的船体结构腐蚀损伤时变模型的基础上,根据舰船维修保障实际情况建立了考虑腐蚀防护系统作用时间和维修时间等因素的腐蚀时变模型。根据相关规范选择了船体结构腐蚀寿命标准,并建立了一种计算船体结构腐蚀寿命的方法。该方法建立了船体结构腐蚀寿命与腐蚀防护系统作用时间和修理时间等因素之间的量化关系,可以用于预测均匀腐蚀条件下船体结构寿命,也可以反过来指导腐蚀防护系统设计指标的选择和船体结构维修策略的确定。     

运动舰船的感应电场

近年来舰船的电场问题逐渐得到重视,已经在理论和实验两方面都作了一些工作．舰船电场产生的机理在不同的环境和运动状态下有多方面的因素．文中考虑运动状态下的舰船,由于本身的磁性,以及船体运动引起磁通的空间变化而产生的感应电场．根据实验室的模拟实验结果,作了理论的计算分析     

基于遗传算法的船体主甲板外展程度寻优

阐述了利用遗传算法思想解决某些具有特殊甲板尺度要求的船舶甲板主尺度(长度、宽度)与船体设计水线长、宽比值的优化设计问题.在舯横剖面和中纵剖面上分别定义甲板宽度与设计水线宽之比α、甲板长度与设计水线长之比β,以该问题最为突出的大型舰船为例,建立最小偏差数学模型,对α、β优化确定问题进行计算,根据约束条件及优化对象的相对权重编制Matlab程序进行寻优,最终获得了最优化的甲板外展程度.整个过程采用二进制编码以增大搜索随机性,通过设定父辈交叉及基因突变概率,防止搜索过程出现局部最优.     

用薄船理论计算方尾军舰兴波阻力的一种修正方法

以薄船理论的马丁法为基础,对船型横剖面面积曲线,加上考虑粘性作用产生的排挤厚度的修正,来计算兴波阻力。结果表明,计算值与试验值吻合较好,尤其是在中高速下,即F_n=0.4～0.7范围内,相对偏差不超过0.5％。在计算某型方尾军舰时,方尾产生的虚长度据试验得到的规律来确定。与其他方程比较,简单方便,且有较高精度。     

近水面细长体的水动力导数数值计算1

引进细长体的假定 ,把三维的流体运动问题化成了二维的非定常问题 ,前面剖面对后面剖面的干扰作用用积分表示 ,改善了切片理论。根据物面条件把整个问题的求解分解为兴波问题和振荡问题 ,而振荡问题可由兴波问题的适当组合表示出来。这样 ,大大简化了问题的求解。作为例子 ,本文用数值方法计算了细长回转体的水动力导数 ,给出了结果     

舰船总体性能可靠性建模方法研究

分析了舰船总体性能可靠性问题的产生原因,将其分为2类.对于舰载设备本身存在可靠性问题而造成的,以航速可靠性为例,在舰船总体可靠性的背景下,借助相关数学工具进行了建模方法分析;对于外界随机因素影响而造成的,如横稳性的可靠性问题,则从分析外界随机因素与船体设计参数之间关系入手.初步建立了一套研究舰船总体性能可靠性问题的建模方法.实例计算表明,将所建模型用于分析舰船总体性能比常规方法具有明显的优越性.     

互动地带

吉林读者李伯霖通过E-mail来信说,近来印度洋爆发了海啸,想了解军舰到底有多大的抗风浪能力。 舰船几乎与濒河海而居的人类一起发展进化过来。人们逐步认识到一定程度的风、浪对人类有益,可加利用;而它们的剧烈发作就会造成灾害:舰船倾侧、破损而沉没,人员则伤亡。于是逐步提高了对舰船必须具有足够浮性、稳性和船体强度的认识,以抗御风、浪等自然力量或敌对方的攻击对舰船的破坏作用。     

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。     

基于Holtrop公式与遗传算法的船型参数优化

针对方尾水面舰船,采用Holtrop阻力计算公式,以总阻力为目标函数,据遗传算法,对主要的船型参数进行了优化计算,进而得出了在一系列速度下主要船型参数的最优解及相应的由Holtrop公式计算得到的总阻力,并绘制了在各最优解下由Holtrop公式计算的总阻力随速度的变化曲线,结合Holtrop公式相应图谱对所得优化计算结果进行了分析.结果表明,该方法对于水面舰船的主尺度比等船型参数优选具有较强的实用性.     

三体船旋转水动力的势流计算与分析

以三体船操纵性能预报为目的,采用势流理论三维面元法对相对较难计算的三体船旋转水动力进行了计算。根据涡元法在船体表面和尾涡面布置均匀涡格,使涡格强度满足边界条件和尾缘库塔条件,进而求解船体表面附着流场分布,并依此计算出船舶所受水动力。通过算例验证了该算法的正确性和适用性,并得出了侧体布局对三体船操纵性旋转水动力影响极大的结论。     

桩基础极限荷载有限元判定方法研究

以桩基础极限荷载分析为例,探讨各种极限荷载计算和判定方法,以提高计算精度。有限元极限分析方法分为强度折减法和荷载增量法。强度折减法极限荷载判定方法有:1F-Q_u曲线判定法,即曲线出现V型尖点,则V型尖点前一点对应的强度折减系数为桩基础的安全系数;2F-s曲线判定法,即F-s曲线出现拐点,其后曲线近似平行于s轴;3 F-Δs′ΔP′突变曲线判定法,当曲线发生突变,出现一条近似与F轴垂直的直线,曲线突变前的拐点对应的强度折减系数为安全系数;4数值计算收敛性判定法,即计算恰好不收敛时前一点对应的强度折减系数为安全系数;5塑性区贯通判定法,该方法只适用于判断计算的正确性。荷载增量法极限荷载判定方法有:1P-s曲线判定法,曲线有明显第2个拐点,其后近似平行于s轴,第2拐点对应荷载为极限荷载;2数值计算收敛性判定法;3塑性区贯通判定法。研究表明上述各种方法判定桩基础的极限荷载几乎相同,只要按规定来操作,各种判定方法都是可行的。强度折减法与荷载增量法所得极限荷载误差很小,表明2类判定方法都是可行的。     

敞开式消磁站实际测量点座标的确定

敞开式消磁站,或检测站(以下简称敞站),在水下布设若干探头,舰船从其上方航行通过时可测得舰船磁场。早期的敞站,用多台笔式记录仪记录磁场曲线。近年来,敞站开始应用电子计算机,采用周期性的逐点扫描方法取得平面上多点磁场测量数据,并直接送至电子计算机进行分析处理。如何确定实测磁场值所对应的测量点的座标(简称测量点座标),向为一难题。早期的敞站,认为舰船系以理想航向,理想航迹通过探头阵列上方,实际上这当然是不可能的。一般地说,舰船通过时,航偏、角偏、漂移等情况总是存在的。因此,根据舰船的实际航行情况确定测量点的座标就成了敞站的一个     

鱼雷命中后舰船的载荷计算和剩余强度评估

以某舰船为例,计算了鱼雷在舰船底部非接触爆炸使舰体结构产生破损后由于进水引起的浮态和载荷变化,给出了鱼雷命中破损后波浪弯矩随不同破损部位、不同进水体积的变化规律.计算了破损舰船的弹塑性极限弯矩,并对舰船的剩余强度进行了评估.计算结果表明,鱼雷命中的最危险位置是船中,外载荷的增大和结构承载能力的减小使舰体结构在单发命中时也可能失效.     

系统辨识在建立舰船电力推进动态模型中的应用

舰船电力推进是一个复杂的船—机—电系统。对其动态特性的研究,利用现有的基于理论分析建立机理模型的方法,就会遇到分析过程繁杂、模型适用性差的实际困难。本文则利用系统辨识方法建立舰船电力推进系统的动态模型,通过一个具体的船模实验及辨识计算,确定模型的结构和参数。为了克服相关噪声的影响,参数估计中采用了增广矩阵法。并对模型从拟合程度和收敛性两方面进行了检验,结果表明,上述方法所得到的动态模型是适用的。