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期刊信息/Journal information
中国舰船研究
中国舰船研究

许建

双月刊

1673-3185

cjsr@ship-research.com

027-88730832

430064

湖北省武汉市张之洞路268号

中国舰船研究/Journal Chinese Journal of Ship ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>办刊宗旨：高举创新的旗帜，加强技术交流，开展学术争鸣，提倡观念创新，推动理论创新与技术进步，促进舰船事业发展和海军装备建设现代化。读者对象：舰船行业的专家学者、大专院校的师生、科研院所的科技人员及相关领域的专业人员。
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    基于改进樽海鞘算法的舰载机舰面保障作业流程优化方法

    邓建辉田程程王岩磊刘鹏鹏...
    1-10页
    查看更多>>摘要：[目的]为保障舰载机持续高效出动的作业效率,需优化舰载机舰面保障作业流程.[方法]考虑到舰载机保障作业调度复杂且舰面保障设备易受未知因素的影响,以舰载机舰面保障作业流程为研究对象,研究舰面保障作业流程调度优化模型的建立及优化算法.以美军"福特"级航母为例,从舰载机"一站式"保障模式入手,针对舰载机保障作业调度问题展开研究,建立能同时处理串行、并行及柔性约束的保障作业流程调度模型.此外,通过对樽海鞘算法及遗传算法进行分析,提出在樽海鞘算法基础上引入遗传算法交叉、变异操作的舰载机保障作业流程调度算法.[结果]通过算例验证,所提算法能够获得近似全局最优解,在保障时间上与遗传算法相比缩短了 16.8%.[结论]该方法能有效地提高资源利用率,从而合理配置航母的保障资源,使得舰载机能够高效出动,提高航空母舰作战能力.

    舰面保障系统"一站式"保障作业流程樽海鞘算法

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    基于面元法的舰船不沉性计算方法研究

    袁奕王涛郭理想魏骁...
    11-19页
    查看更多>>摘要：[目的]针对基于二维切片法的舰船不沉性计算方法存在建模能力有限、复杂船型适用性不足的问题,依托全附体舰船三维模型,提出一种基于面元法的舰船不沉性计算方法.[方法]采用三角形面元离散三维模型,设置舰船和破损舱室面元法线方向相反,使破损舱室处的浮力相互抵消产生浮力损失的效果;采用水线面分割算法,实现任一浮态下湿表面面元匹配;基于高斯公式将排水体积分转化为湿表面面积分,进一步通过面元投影积分方法求解排水体积要素和水线面要素;采用牛顿迭代法计算破损舰船浮态,基于此,开展不沉性评估;以Wigley数值船模型和ONRT裸船模型为例,验证算法的准确性,并针对ONRT全附体船模型开展不沉性评估.[结果]结果表明,复杂形状结构可直接纳入计算域,计算误差仅来源于三维模型离散为面元模型时产生的几何误差,准确性较高.[结论]算例表明,所提方法计算精度可靠、适用性强,具有工程实用价值.

    水面舰船不沉性面元法

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    基于拓扑-几何表征的主船体分舱多目标优化

    于磊陈顺怀杨萌汪皓...
    20-26页
    查看更多>>摘要：[目的]为降低船舶概念设计对于设计经验和母型船资料的依赖,并提高设计效率和设计质量,提出一种主船体分舱智能优化方法.[方法]首先,对船舶舱室设备间的相互影响关系进行梳理分析,提出影响关系拓扑表征模型和自动辨识方法;结合设计经验和统计规律,构建有利影响拓扑目标函数和空间利用率几何目标函数,并依据设计规范提出概率破舱约束模型.然后,基于多目标遗传算法实现优化求解,从而形成一套主船体分舱智能优化方法.[结果]以"大洋"号综合资源科考船为对象,开展主船体分舱优化设计测试,得到的帕累托前沿解集具有良好的多样性,且与母型分舱方案相比,最优分舱方案有利影响提升 13.717 0,水密舱段数量减少 1 个.[结论]测试结果表明该方法具有一定的合理性.

    主船体分舱多目标优化拓扑几何网络科学概率破舱遗传算法

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    基于CFD方法的远洋鱿鱼钓船舭龙骨优化设计

    李铁骊黄珍秋佟孟垚
    27-34页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在对 66 m远洋鱿鱼钓船的原舭龙骨进行设计,优选出能够在提高渔船耐波性的基础上保证其快速性的舭龙骨设计方案.[方法]通过对舭龙骨的长度和宽度进行变换,设计 6 种不同形式尺寸的舭龙骨;基于计算流体力学(CFD)方法,采用流体体积法(VOF)模型并结合重叠网格技术对 6 种不同舭龙骨远洋鱿鱼钓船的自由横摇衰减进行数值模拟,获取可靠的阻力数值以及自由横摇衰减时历曲线,同时研究舭龙骨长度、宽度、长宽比对横摇运动的影响;通过横摇运动对比,选择减摇效果较好的 3 种优化方案进行阻力数值模拟,以研究钓船优化的设计方案.[结果]模拟结果显示,Model 3 相对于Model 0 在Fr=0 时其横摇阻尼增加了 23.37%,在Fr=0.168 时增加了 25.31%,在Fr=0.230 时增加了 85.80%,减摇效果较好;在选取的 3 种减摇效果较好的舭龙骨中,Model 3 相对于Model 0 其阻力增加值最小,可以在获得良好耐波性的基础上满足渔船快速性的要求.[结论]所做研究可为提高远洋鱿鱼钓船的耐波性以及舭龙骨的选取提供有益的参考.

    远洋鱿鱼钓船耐波性舭龙骨减摇设计阻力优化设计

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    基于Fine/Marine的PC456桨水动力数值模拟

    周军伟梅蕾汤永琦于东...
    35-44页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究自主设计的空化桨模PC 456 在斜流中的水动力及空化流场特性.[方法]采用商用软件Fine/Marine中集成的ISIS-CFD求解器,结合SST k-ω 湍流模型和Schnerr-Sauer(S-S)空化模型,利用滑移面网格技术进行数值模拟.首先,将DTMB 4119 标准螺旋桨模型在无空化均匀流条件下的敞水性能模拟结果与实验数据进行对比,并对 4 套网格开展无关性验证,验证所建数值模型的精度;然后,对PC456 桨的敞水性能进行预报,应用 S-S空化模型数值模拟其在均匀来流和不同斜流条件下的空化情况.[结果]结果表明,斜流会对PC456 空化螺旋桨的水动力造成干扰.一方面,斜流造成的单桨叶推力系数和扭矩系数在不同位置有所波动;另一方面,斜流对螺旋桨空化产生影响,进而对性能产生不同程度的扰动.[结论]研究表明:螺旋桨斜流角越大,桨叶在不同位置的推力系数和扭矩系数受到的波动越大;而螺旋桨空化使两个斜流角下的推力系数和转矩系数都不同程度地受到扰动,且扰动程度与空化面积不成正比.

    PC456桨模DTMB4119桨模非定常空化斜流ISIS-CFD求解器

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    基于CFD的螺旋桨附加毂帽鳍节能性能仿真分析

    施磊管殿柱邓皓云宋新城...
    45-56页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究螺旋桨附加毂帽鳍(PBCF)对船舶推进装置性能的影响及其优化,验证安装毂帽鳍的节能效果并给出最优设计参数,以达到降低能耗、提升航行效率的目的.[方法]通过CFD定常计算的方法分析螺旋桨安装毂帽鳍的节能机理,采用SST k-ω湍流模型进行计算.在对其机理研究的基础上,分析毂帽鳍安装角、轴向位置、直径等参数对螺旋桨整体水动力性能的影响规律.[结果]结果表明:安装毂帽鳍能削弱毂涡强度,回收尾流能量,消除毂帽上的低压区,同时鳍叶上会产生负转矩,从而提高推进效率.在所研究参数范围内,当安装角接近螺旋桨叶根处的螺距角时,节能效果最佳;轴向位置的增加能一定程度上提升节能效果,但增加到一定距离后,部分进速系数下的推进效率会出现下降;而毂帽鳍直径在 0.26D时,具有更高的节能效果.[结论]研究结果可以为后续螺旋桨附加毂帽鳍的节能效果研究提供参考.

    螺旋桨毂帽鳍CFD水动力性能节能

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    轮缘推进器叶片构型参数和水下辐射噪声的关联性

    邬忠万龚杰苏永生
    57-66页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探究轮缘推进器叶片构型参数对其水动力及噪声性能的影响.[方法]采用URANS/IDDES/LES湍流模型结合P-FWH方程的混合方法,在均匀流和无空化条件下对轮缘推进器的性能进行评估,并讨论其尾迹演化特点.[结果]结果显示,采用所提方法推进效率大于 55%,在 500 Hz频带内的声压级低于90 dB的设计方案,叶片螺距主要分布在1.2D～1.6D区间,叶梢弦长主要分布在0.25D～0.3D区间.[结论]研究结果可为轮缘推进器效率和噪声性能的设计提供一定支持.

    轮缘推进器水动力性能水下辐射噪声叶片构型参数

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    基于模拟退火算法的非耐压舷间液舱结构优化设计

    王祺何其健雷加静
    67-73页
    查看更多>>摘要：[目的]非耐压舷间液舱是双壳体潜艇的重要组成部分.随着潜艇下潜深度的增加,为减轻潜艇结构重量,提高潜艇的有效载荷,需要对非耐压舷间液舱结构进行优化.[方法]以非耐压舷间液舱壳板、肋骨间距、结构型材等尺寸作为设计变量,结构强度和几何构型要求作为约束条件,以及非耐压舷间液舱的总体积作为目标函数,采用模拟退火算法,利用Matlab软件编程及其Optimization Tool实现双壳体潜艇横骨架式舷间液舱的结构优化设计程序,并对优化结果进行定性分析.[结果]在满足相关规范的前提下,结构优化设计结果表明,最终方案相比初始方案结构体积降低约 27.2%.[结论]研究结果可为潜艇非耐压舷间液舱结构的设计提供参考.

    模拟退火算法舷间液舱结构优化

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    基于ABAQUS的气垫船船体护舷优化设计

    许博方鲍文倩王云霆赵丽刚...
    74-80页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在提高某型气垫船轻质船体结构在港口码头系泊或频繁靠泊过程中的碰撞性能.[方法]在ABAQUS中建立护舷和船体局部有限元模型,采用非线性有限元方法开展无护舷船体、装配橡胶护舷的船体、优化护舷支撑结构和护舷材料的船体与码头之间的碰撞动力学计算分析.[结果]结果表明,护舷支撑结构优化后使得橡胶护舷吸能比提升约 7%,复合材料护舷相比橡胶护舷在重量降低约 50%的基础上还使得吸能比提升约 13%.[结论]针对目标气垫船结构特点,提出的护舷支撑结构和复合材料护舷优化设计方案,均比优化前的橡胶护舷船体结构碰撞性能有较大提升,可为类似轻质船型的护舷设计提供参考.

    气垫船橡胶护舷复合材料护舷碰撞性能

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    滚装船车辆甲板局部强度分析与结构优化设计

    李梓淇乐京霞冯硕秋
    81-89页
    查看更多>>摘要：[目的]针对某滚装船所装载特殊车辆的载荷特征及最危险工况,提出车辆甲板结构轻量化设计方法及最优设计方案.[方法]首先,采用有限元直接计算及参数化建模得到特殊车辆载荷作用下车辆甲板的危险工况;然后,基于混合整数序列二次规划(MISQP)算法,提出满足局部强度的车辆甲板结构轻量化设计方法;最后,针对某滚装船最危险装载工况,得到车辆甲板结构最优设计方案.[结果]结果显示,所提优化设计方案较初始方案减重 25.88%;车辆甲板的疲劳寿命循环次数为 87 096 次,局部强度稳定性和疲劳强度满足规范要求.[结论]研究表明,合理布置车辆可显著减小结构的应力水平,优化甲板板厚是降低车辆甲板重量的最有效方案,所提轻量化设计方法可为同类型滚装船车辆甲板优化设计提供参考.

    车辆甲板优化设计混合整数序列二次规划算法车辆载荷疲劳寿命

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