改进模糊层次分析法在AUV总体性能评价中的应用

摘要： 为了便于设计者合理地对无人自主潜水器(AUV)设计方案的总体性能进行评价并选择出优异的设计方案,根据AUV的功能用途和其技术性能,结合专家的意见,构建了AUV总体性能评价体系．并引入改进模糊层次分析法,求解出AUV评价指标体系中各评价指标的权重．应用实例对比分析表明,该AUV总体性能评价模型能客观地反映AUV的总体性能;评价过程清晰,简化了大量计算,是一种全新、高效的AUV设计方案评价方法．该评价方法能有效地将多目标问题转化为单目标问题,可用于AUV研制方案的评价、优化．     

载人潜水器教控系统的研制

载人潜水器教控系统是载人潜水器操纵模拟系统的一个分系统,是专为潜水器教练员设计的一个人机交互的工作界面,潜水器教练员通过该系统可有效地培训潜水器驾驶员的操作能力.该教控系统是一个复杂系统,其开发研究不仅涉及到人机交互界面的设计技术,而且还涉及到网络通信、跨平台设计、共享内存和触摸屏开发技术.文中实现了这些技术的有机融合,并成功应用到潜水器教控系统的开发中,对相关系统的研究和开发具有实际参考价值.     

移动载荷作用下非线性连接浮桥的动力响应

以非线性有限元方法为基础,考虑桥节间非线性连接的影响,建立了浮桥三维动力响应分析控制方程,并采用超单元方法对系统的运动方程进行缩减;然后用Newmark直接积分和New-ton-Raphson迭代方法求解系统的非线性运动方程,研究了移动载荷作用下非线性连接浮桥的三维非线性动力响应特性.研究表明,桥节之间连接的非线性特性和间隙的大小对于浮桥的动力响应影响很大,必须加以考虑.     

水下爆炸载荷下充水多壳体结构动态响应计算方法

海军潜艇结构中,采用多壳体结构是一种新的结构设计形式.多壳体结构由轻外壳和多个耐压壳结构组成.当其遭受水下爆炸冲击时,由于舷间流体和多耐压壳结构的存在,使得冲击载荷的传播机理更加复杂,至今尚未建立合理可行的工程化方法进行描述.针对该复杂传播过程,在2阶双重渐进近似方法（DAA2）基础上,对内流场采用空化声学元（CAFE）,推导出其流固耦合控制方程,然后采用经典充水3维球壳问题进行验证,精度良好.最后,开展多壳体结构舱段动响应试验验证,分别从速度、加速度和冲击环境进行计算和试验数据比对,研究结果表明精度良好,验证了计算方法的正确性.      

浮筏系统非线性冲击动响应计算软件包

目前,浮筏技术在水面舰船和潜艇上的应用已越来越广泛,其冲击安全性是浮筏应用的一项重要指标之一.该文利用MSC/NASTRAN程序的计算求解器和单元库,应用PCL语言编制前后处理程序,将减振元器件冲击特性数据库和计算软件包进行无缝连接,实现了减振元器件非线性冲击特性模拟和浮筏系统冲击动响应分析方法数据前后处理自动化、标准化,提高了计算效率,利于非抗冲击专业人员进行浮筏系统的抗冲击设计使用.并采用1:1实尺度浮筏系统在浮动冲击平台上进行了水下爆炸试验,考核了浮筏系统非线性冲击动响应计算软件包,固化了浮筏系统的计算方法,考核结果表明,该软件包具有较大的工程应用价值.     

波浪作用下带式舟桥的水弹性分析

研究带式舟桥在波浪作用下的水弹性性能.介绍了预报浮桥动力响应的不同方法及它们与试验比较的结果.在三维水弹性理论的基础上,采用模态叠加法对带式舟桥的有限元模型进行了水弹性分析,并与模型试验结果进行比较.结果表明,采用文中的方法计算分析波浪中浮桥的水弹性响应是可行的.     

均匀连续分层流的自由面格林函数

考虑自由表面的影响,理论上建立密度均匀连续分层流中脉动点源生成内波的数理模型和分析方法.应用Fourier变换和围道积分,推导出频率大于Brunt-Visl频率带自由面的连续分层流体中脉动点源格林函数,并给出了详细的解析表达式,讨论了解的性质和自由面的波动特征.当点源脉动频率大于Brunt-Visl频率时,格林函数解析解相应的是由于密度均匀连续分层对等密度流体中脉动点源格林函数的影响,在自由面上的辐射波项表现最为直观.     

融合升力线理论和雷诺时均模拟在螺旋桨设计和 水动力性能预报中的应用

同时采用Lerbs非最优螺旋桨理论和Epps最佳环量分布理论,将螺旋桨升力线方法由初始设计应用扩展到敝水性能预报,对DTMB 4119、4381、4382和4497这4个螺旋桨的敞水性能曲线进行了预报分析.针对升力线方法在中度负载区间的适用限制和无法在黏性流场中考虑桨叶空化性能的缺陷,进一步将Epps方法与雷诺时均（RANS）模拟相结合,可明显提高低、高负载区间的敞水性能预报精度.Epps方法预报精度要高于Lerbs方法,能够满足工程初始分析需求.随着远离设计工况点（低、高进速系数）其预报误差变大,桨叶侧斜程度和纵倾存在也会增大预报误差.RANS模拟时桨叶切面型值由升力线方法提供,桨叶几何和六面体网格划分均采用程式化操作实现.在分析网格因素影响后,所得推力和力矩系数以及压力系数分布均匀与实验值吻合较好.在RANS模拟中加入混合物均相流空化模型后,可定量得出桨叶梢涡涡束在一定距离内的螺旋轨迹.结合桨叶最大负载截面的空化斗性能和梢涡涡束最小压力点幅值,可相对判定桨叶空化性能.构建了基于水动力性能评价的螺旋桨参数化设计和非空化与空化性能预报的数值平台.
     

基于阻抗的水面船基座冲击动响应折减方法

水下爆炸下舰载设备会引起冲击谱的谱跌现象.为研究舰载设备对基座处冲击环境的影响,首先用ABAQUS的频响分析计算基座和设备自身的机械阻抗,然后通过简化设备-基座动力学模型,推导基座的响应与系统中各部分机械阻抗的关系,最后根据稳态响应与瞬态响应的差异,利用机械阻抗得到设备安装对基座响应影响的折减公式.结果表明:基于阻抗的折减公式在大部分区域较规范中的折减公式能够更好地吻合试验数据.      

深水半潜平台张紧式系泊系统耦合动力响应研究

采用时域耦合动力分析方法,并考虑系泊缆的非线性动态特性和平台与系泊缆之间的相互作用,分析张紧式系泊系统的系泊缆流体动力系数、系泊缆张力倾角、系泊缆布置角度、系泊缆数目等对平台系泊性能的影响.结果表明,不同的系泊参数对系泊系统性能均有不同程度的影响,合理选取系泊参数能有效控制系统的运动响应和系泊缆动力效应.