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。     

水面舰船随浪稳性初步探讨(二)——关于参数共振问题

本文应用非线性振动理论对水面舰艇在随浪中之参数共振问题作了初步研究,提出了考虑横摇阻尼及非线性复原力矩时,波浪对复原力矩产生周期性干扰情况下舰艇运动的数学模型;应用渐近法求出了:①激起参数共振的最低横稳心高之条件及对横摇阻尼的要求;②确定危险航速区的计算方法;③计算参数共振时及产生跳跃现象时之最大横摇角方法。在对我国海军各型舰艇计算后发现:排水量1000吨以上之高速舰艇较易发生参数共振,而且共振摇幅也较大,足以引起倾覆。排水量在1000吨以下之高速舰艇不易发生参数共振,即使发生,其摇幅也较小,不足引起舰艇倾覆。     

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     

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.     

海军工程学院一九九○年度优秀论文评选结果

┌────┬───────────────────────────────────┐│万4声口 │论文题目作者姓名 │├────┤ ││厅州 │ │├────┼───────────────────────────────────┤│ 1 │驱逐舰操纵性预报匡画国朱年程智斌 ││ 2 │船舶横摇二维幅射问题的二阶解及其试验研究周其斗彭英声 ││ 3 │非线性横摇阻尼模型辩识徐德嘉周庆根 ││ 4 │循环水槽水表面加速方案试验研究毕毅郝亚平 ││ 5 │塑性动态断裂的实验研究朱锡 ││ 6 │舰艇螺旋桨叶片的水弹性研究索志强…     

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。     

潜艇舱室进水时应急挽回过程中的横摇运动

通过分析潜艇应急操纵情况下的横摇运动方程,提出了影响潜艇横倾变化的因素。然后,对不同事故状态下的舱室进水事故进行了数值仿真,确定采取不同挽回措施时潜艇运动状态的变化规律,验证潜艇状态参数对潜艇横倾变化的影响规律,并提出了减小应急上浮过程中横倾威胁的方法,以防止潜艇应急挽回过程中出现横摇、"枯叶"上浮现象。     

分叉理论在非线性船舶横、纵摇耦合运动中的应用

以分叉理论为工具,研究非线性船舶横、纵摇耦合运动中的分叉,给出了分叉集,绘出了分叉集曲面,对分叉类型作了判断,绘出解的拓扑结构．     

舰船鳍减横摇控制算法与控制参数设计

针对舰船横摇运动线性二阶模型,利用最优控制得到了减横摇控制参数的计算公式,考虑航行速度的影响说明了如何调整参数,讨论并通过仿真实验验证了性能指标函数中加权因子对横摇的影响。     

典型海洋条件下小型自然循环 反应堆流动特性研究

针对小型一体化自然循环反应堆在海洋环境中应用的问题,基于RELAP5/3.3程序构建了海洋条件分析模型,并通过摇摆实验对修改的程序进行了验证,利用修改的程序建立了反应堆系统热工水力模型,分析了横摇、纵摇和起伏运动对反应堆自然循环的影响。结果表明:主换热器的紧凑、对称布置设计降低了横摇的影响,而横摇与纵摇的影响一致,摇摆运动的短周期和大角度对自然循环影响显著;起伏运动对自然循环的影响更为严重,有可能导致堆芯出口温度饱和,威胁反应堆的运行安全。     

用Matlab实现减摇鳍模糊控制器仿真

基于Conolly理论建立了船舶模型,以横摇角和横摇角速度为输入量,鳍角为输出量,应用模糊控制理论设计了减摇鳍模糊控制器;利用Matlab的fuzzylogic工具箱针对不同海情对控制器进行了仿真.结果表明,减摇鳍模糊控制器与传统PID控制器相比具有更好的控制效果.     

舰船舵减横摇广义预测约束控制

依据舵减摇状态空间模型,推导舵减横摇广义预测控制律,在舵角舵速约束的条件下,采用二次型规划计算控制量进行减横摇控制.对某一船舶在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法不但可取得35%～45%的减摇效果,而且对横摇角速度与横摇角加速度也有40%左右的减小效果.     

横摇激振装置中力矩控制系统的研究

“横摇激振装置”是为了获得船模进行横摇运动时的横摇阻尼而研制的一种试验装置。     

减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器设计及仿真研究

针对船舶横摇的非线性模型,利用免疫反馈机理,设计了一种减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器。控制器将模糊控制与PID控制相结合,采用Fuzzy推理,对非线性函数进行模糊逼近,用模糊免疫P调节器实时整定PID控制器的比例增益,采用常规模糊控制器在线调整免疫PID控制器的积分时间常数和微分时间常数。通过对船舶减摇鳍控制系统的仿真,可以看出采用模糊免疫自适应PID控制器其控制效果远优于常规PID控制器,使减摇鳍的减摇效果得到显著提高。     

舵减横摇研究综述

舵减横摇系统是当今世界新发展起来的一种减摇系统,它具有结构简单,成本低廉,应用广泛等优点。本文就舵减横摇系统的可行性、数学模型和控制方法以及国内外研究和应用前景作了综合介绍和评价。     

实际复摆的非线性振荡系统

本文建立了实际复摆振荡系统的非线性模型,并用一阶谐波平衡法导出各种特征状态函数,从而分析计算定常周期及其运动稳定性、稳定分支振荡的跳跃特性和最大振幅特性。本文利用可控力矩激振装置成功地实现了复摆的强迫振荡实验。实例表明不仅能准确地辩识实际复摆非线性模型的参数,而且实测到复摆的稳定分支振荡和跳跃现象,从而实验验证了实际复摆非线性振荡的理论分析。     

船舶横甩吸引域的数值研究

建立了某型船在船体水动力和螺旋桨推力和自动舵作用下考虑波浪激励力和二阶定常漂移力时的非线性艏摇运动微分方程模型 ,以船速、船波偏角和自动舵参数为变参数 ,运用数值积分和胞映射分析相结合的方法 ,研究了随浪中船舶的横甩吸引域 .     

规则波浪中船舶操纵响应遭遇频率频散概念与机制

采用船舶单自由度横摇运动方程,以及纵摇与垂荡耦合摇荡运动方程,数值模拟了规则波浪中船舶操纵响应不规则摇荡运动现象。假定波浪中船舶遭遇频率具有谐波分量形式,定义了遭遇频率常量、强度和散射频率,提出了船舶遭遇频率频散概念,推导了遭遇频率的频散关系,分析得到了航速和浪向角度变化引起的两种频散机制。散射机制表明:顶浪航行时航速散射效率最高,正横浪航行时航向角散射效率最高。     

双浮体波浪能转换装置中重心布置对波浪能吸收影响分析

提出一种基于横摇运动的双浮体波浪能转换装置,利用水面浮体与水下浮体之间的相对横摇运动实现对波浪能的吸收。在保持水下浮体稳定的前提下,水面浮体的横摇运动决定了整个装置对波浪能吸收情况。水面浮体的横摇运动受其横摇固有频率的影响,主要是重心布置。为了合理选择水面浮体的重心位置,采用数值分析的方法对箱型浮体在长峰不规则波下的工作情况进行分析,讨论重心布置对波浪能吸收的影响以及对PTO参数选择的影响。结果表明,重心的布置可改变波浪能吸收的频段,重心布置越低,可吸收的波浪能频段越广,越有利于波浪能的吸收。