船舶破舱进水及其影响因素

为了在船舶因发生碰撞、触礁、搁浅等海上事故导致破舱进水问题对事故船舶的抗沉性快速地作出适当评价依据流体力学基本原理建立了船舶破舱瞬时进水速度及进水量的数学模型，分析了破损参数及装载条件对破舱进水参数的影响．通过编程对船舶在不同破损及装载条件进行了实际计算，得出了相应的破舱进水参数。从而为船舶驾驶人员作出正确施救对策提供可靠依据，对保证船舶安全具有重要意义．     

船舶破舱进水速度与时间的计算

在恶劣的航海条件下,船舶的碰撞,搁浅,触礁等恶性事故的发生都将导致船舶的破舱进水,船舶破舱进水后进水量的大小及所需的时间是驾驶员一直关注的问题,为此建立了船舶破舱暖时进水速度的计算模型,通过编程对船舶不同的破口大小及其位置进行实船计算,求出了船舶下沉,纵倾达到新的平衡水浅甚至沉没所需的时间,为驾驶员迅速判断船舶的破舱安全性,并做出正确求船决策提供理论依据。     

破舱进水对船舶横摇运动的影响

为研究船舱破损进水对船舶横摇运动的影响,建立了破舱进水船舶在规则横浪中的横摇运动微分方程,将进舱水晃荡产生的动力矩作为作用于船舶的外力矩.利用FLOW-3D对进舱水产生的动力矩进行仿真模拟计算,利用Matlab编程对破舱进水的横摇运动方程求解,计算分析破舱进水晃荡对船舶横摇运动的影响.以一艘拖轮为例,用时域法对不同波浪频率下的横摇运动响应进行计算,对比分析了规则横浪中的完整和破舱状态船舶的横摇运动响应特性.结果表明,在船舶大幅运动时,进舱水液面会成波浪状,产生翻卷和破碎,引起较大的合外力矩,使横摇运动幅值增大,危及船舶安全.     

船舶分舱和破舱稳性计算

本文给出破损船舶浮态方程组的数值矩阵解法和破损船舶自由纵倾时最小稳性曲线计算的优化方法，文后给出了数值例子。算例表明本文建立的方法简便、实用和有效。     

基于CFD的渔船破舱进水时域模拟及破舱稳性和压强分布研究

沿海渔船的船型瘦小,对于动稳性的变化较为敏感,船体破损后失稳会产生严重的危害,因而近海作业的沿海渔船破舱稳性研究有比较实际的应用价值.运用CFD软件STAR-CCM+,对一艘28.8 m长、作业区域为渤海的养殖看护船,进行横浪条件下瞬时非对称进水过程的时域模拟,得到该船破舱进水过程中船舶的六自由度变化以及压力分布.对比...     

船舶破舱危险状态及施救能力

建立船舶破舱瞬时进水速度的计算模型,通过程序计算得到船舶破舱浮态、稳性、强度与进水时间的函数关系．提出船舶破舱危险状态的概念,确定船舶危险状态所对应的进水速度,通过将此船舶破舱进水速度与船舶排水设备能力的比较确定船舶的施救能力．分析船舶的施救机理,确定船舶施救的可行性,提供相应的施救决策．该决策为船员迅速判断出船舶破损的安全状态并得到正确的施救方案提供理论依据。     

破损进水船舶安全状况评价

针对破损船舶安全评价系统的复杂性和模糊性,利用模糊综合评价方法对由船员、船舶、环境三要素所构成的交通系统进行评价.通过确定评价指标和隶属度最终给出评价的确定值.对实际船舶的操作具有一定的指导意义.     

快速预报船舶破舱危险程度的方法

提供出船舶破损第三类进水舱浮态快速计算方法。同时利于自由流通对稳性的影响,理论分析和推导出破舱稳性公式。并参照国际海事组织有关文件,结合国际惯例,对破舱稳性衡准的有关问题进行了探讨。同时给出了船舶破损后,危险程度的快速预报方法。     

用变系数微分议程进行船舶波浪弯矩的时域模拟

对船舶在波浪上的刚体运动理论加以改进，采用变系数微分方程对船舶在波浪上的运动进行模拟，并计算外力，计算表明，船舶在正弦波上的运动是一种近似于“拍”的运动，不是通常理论所假设的正弦周期运动，在微上天发的程序能模拟各种规则波，非规则波输入时的船舶运动情况，为船舶结构可靠性分析中的外力随分析奠定了基础，算例与文献进行了比较，表明了其正确性。     

用变系数微分方程进行船舶波浪弯矩的时域模拟

对船舶在波浪上的刚体运动理论加以改进，采用变系数微分方程对船舶在波浪上的运动进行模拟，并计算外力，计算表明，船舶在正弦波上的运动是一种近似于“拍”的运动，不是通常理论所假设的正弦周期运动，在微机上开发的程序能模拟各种规则波、非规则波输入时的船舶运动情况，为船舶结构可靠性分析中的外力随机分析奠定了基础。算例与文献进行了比较，表明了其正确性。     

船舶纵向运动控制模型的建立及仿真

针对船舶在海上运动的情况,提出了一种水动力模型的建立方法.依据切片理论建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型.基于船模水池实验,在分析442 t水面舰艇典型海况下水动力系数的基础上,通过仿真研究,推导出一种实时在线的船舶纵向运动控制模型;给出了计算实例并进行了误差均值和误差方差的可信度检验,置信度95%.该模型可实时在线地计算出船舶在任何航向、航速及海情下与频率无关的船舶纵向运动水动力系数,从而得到实时在线船舶纵向运动控制模型.所建立的水动力模型拟合均方差的相对值在0.4%～13.9%,平均拟合均方差的相对值为6.6%.通过MATLAB仿真计算证明:该模型完全能控、完全能观和渐进稳定.     

波浪中载液船舶运动的时域模拟

基于势流理论,采用切片法和脉冲响应函数方法实现船体时域运动,同时采用黏性流理论模拟计算舱内液体的非线性晃荡,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程. 该方法考虑了波浪、船体、液舱晃荡之间的耦合作用,并结合船体内外流场特点分别采用了势流和黏性流理论,具有较高的计算效率. 研究结果表明：通过数值模拟计算和模型实验,数值模拟计算能够清晰显现液舱晃荡对船体全局运动影响,船体运动响应曲线与模型实验结果吻合良好.     

基于数值积分的车削加工时域仿真

建立了车削加工系统z向单自由度动力学模型,试验测试获得了CJ0625车床的刀架频响函数,并辨识获得结构动态特性参数.采用一种变步长方法进行时域仿真研究,该算法可以根据计算点主轴转速动态调整仿真步长,保证算法收敛,满足仿真结果精度要求.基于Matlab平台设计并编写了车削加工时域仿真软件.对时域仿真方法与频域颤振预测方法(叶瓣图法)进行了比较研究.给出了稳定切削、临界稳定以及颤振情况下的振动位移变化曲线.结果表明两种方法获得的车削加工绝对稳定切削深度误差小于607%.     

波浪中浮体运动的时域混合格林函数法

基于混合格林函数法,对浮体在波浪中的运动进行了时域模拟.通过假想的直壁控制面将流场分割成内域和外域,分别引入Rankine源和自由面格林函数并结合控制面上的连续条件,对初边值问题进行求解.利用开发的数值计算程序对圆柱形平台和S175船进行了计算分析,给出了时延函数、波浪力幅值和运动响应结果,通过与频域方法和试验数据对比,证明该方法对零航速和有航速水动力问题均适用,能有效解决外飘船型的数值发散问题,且具有更高的计算效率.     

频域数学模型的仿真算法

本文提出一种简单的线性系统频域数学模型的计算机实现.算法中包括把传递函数、输入和输出所组成的频域算式经过整理之后映射到时域中.然后把所得的微分和偏微分方程组变为递归公式,最后根据假设系统得出计算机仿真曲线.通过仿真比较,证实提出的算法是有效的.     

大侧斜螺旋桨敞水性能的RANSEs模拟

采用求解基于雷诺时均处理的流场控制方程计算和分析了大侧斜螺旋桨在进速系数J=0.2～1.0范围内的敞水性能和流场流动特征并与实验数据进行了比较.选择SSTκ-ω二方程紊流模型对湍流进行模拟.结果表明:推力系数与实验值有很好的一致性,误差小于3%;力矩系数较实验值偏大,误差在5%以内,且变化趋势稳定;敞水效率曲线变化趋势与实验一致,最高效率点与实验相同;即使在设计工况附近,螺旋桨尾流仍然存在明显的切向旋转速度;桨叶吸力面靠近叶梢部分存在低压区;r=0.7R叶切面压差最大点位于切面最大厚度处,与切面所能承受最大压应力位置一致.最后计算确定了该螺旋桨模型桨敞水实验时对应的临界雷诺数为7.6×105,与实验情况吻合.该值较国内教科书中提到的ITTC给定临界雷诺数3.0×105要大.     

船舱油液泄漏入水模拟方法

为了准确计算船舶溢油事故发生时,油舱油液泄漏入水行为过程,比较了3种不同的油舱油液泄漏入水行为模拟方法,即极简化模型模拟方法、小孔射流模型模拟方法和计算流体动力学模型模拟方法。结合事故性船舶溢油实际情景,分析这些模拟方法的适用范围和局限性,并进行实验验证。实验结果表明:耦合复杂船体结构建模的计算流体动力学模型计算方法能更准确地模拟油舱泄漏入水行为。     

PSK信号的码速率估计及其多片DSP实现

针对相位编码(PSK)信号的参数估计问题,研究了PSK信号的码速率估计算法并将其硬件实现。对PSK信号的频谱进行多点平滑,然后计算其功率谱的重心来估计载频。为了克服瞬时自相关法分析PSK信号时抗噪性能不强和分析精度不高的缺点,采用了时域叠加瞬时自相关的方法。先用载频估计值抵消信号的相位偏移量,然后对时域叠加瞬时自相关的结果做FFT,取第1个峰值点对应的频率作为码速率的估计结果。对二相编码和四相编码的情况进行了计算机仿真,基于4片ADSP-TS101S芯片构成的雷达信号参数估计平台,对2PSK信号进行了硬件实验。实验结果表明,该算法可以在较低信噪比下有效地估计PSK信号的码速率。