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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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    海上风机导管架与网箱组合结构水动力特性试验研究

    王凯韩若朗许条建邱彪...
    202-209页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究一种将海上风电导管架与养殖网箱结合的新型组合结构的水动力特性.[方法]通过物理模型试验,分析导管架与网箱组合结构的桩基水平荷载、网衣与导管架的连接张力,并考虑不同的水深、波高、周期、波向、流速和流向等参数对该结构带来的影响.[结果]试验结果表明,在 0°规则波条件下,桩基最大水平荷载为 30.2 N;在 45°规则波条件下,桩基最大水平荷载为 27.5 N;在正向波浪条件下(入射角为 0°),桩基水平荷载比斜向波浪条件下(入射角为 45°)的大 9.5%.[结论]研究表明,在规则波条件下周期较小时网箱对导管架桩基水平荷载影响较小,在纯流条件下网箱显著增加了导管架的桩基水平荷载.

    网箱风机导管架组合结构水动力特性

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    统一理论计算船舶水动力的实用性研究

    王正锐朱仁传徐德康李超凡...
    210-218页
    查看更多>>摘要：[目的]针对切片理论计算细长船舶水动力时存在的低频限制问题,使用一种简易的方法高效计算更广频率范围内的细长船舶水动力.[方法]基于综合了切片理论和普通细长体理论的统一理论,编程计算椭球、修改的Wigley船模和S60 船的附加质量与阻尼系数,并与实验值、切片理论、三维移动脉动源格林函数法等的计算结果进行对比,分析统一理论的计算特点及优势.[结果]结果显示,基于二维剖面的统一理论在零航速工况下的计算结果与三维面元法的计算结果基本一致,在有航速工况下的计算结果与三维移动脉动源格林函数法的计算值展现出相近的变化规律.[结论]研究表明统一理论能够反映低频区域的三维效应,相比三维方法更高效、更简易,有较高的实用价值.

    统一理论切片理论三维效应船舶水动力

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    单体高速船截流板减阻的浅水特性分析

    卜家斌秦江涛马健秦安阳...
    219-226页
    查看更多>>摘要：[目的]为探究水深对截流板减阻效果及最佳减阻高度的影响,基于RANS方程组数值求解的方法,对加装不同高度截流板的单体高速船进行深浅水绕流场数值模拟.[方法]首先,以DTMB 5415 光体高速船为研究对象进行数值方法的有效性验证与不确定度分析;然后,对不同截流板高度与水深工况下的某高速单体船进行绕流场数值模拟;最后,基于数值结果分析不同工况的阻力、航态及流场特性.[结果]研究表明,截流板的减阻效果存在明显的浅水效应;最佳减阻高度随水深变化基本不变,截流板对纵倾角度的降低也基本不随水深的变化而改变;截流板有一定降低船后兴波的作用,但随着水深的减小,该作用效果会减弱.[结论]所做研究对截流板在浅水中的应用具有一定的参考价值.

    高速船截流板减阻浅水效应数值模拟

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    基于改进快速行进平方法的无人帆船动态避碰方法

    赵文涛靖龙悦孙朝阳黄琰...
    227-240页
    查看更多>>摘要：[目的]为解决无人帆船在开阔水域的多船避碰问题,对基于改进快速行进平方(IFMS)法的局部动态避碰算法进行研究.[方法]考虑到帆船的速度不可控,将其避碰行为转化为航向控制问题,并以总势场梯度下降方向为期望避碰航向.当帆船没有碰撞危险或顺风航行时,仅通过构造时间势场来避开所有静止不规则障碍并到达目标点;而当帆船存在航行约束时,根据《国际海上避碰规则》(COLREGS)为特定会遇场景设计高斯似然函数用以动态地构建障碍势场.同时,考虑到帆船的航行死区,引入局部风势场,实现帆船动态避碰与"之"字形航行策略相结合的应用需求.[结果]结果显示,所提算法可以使无人帆船在遵守避碰规则和避免航行死区的同时,成功地在各种会遇场景下实现与其他帆船、受限机动船的避碰操作,相比原始快速行进平方(FMS)算法,逆风航行时间大大缩短,避碰航迹也更加合理、安全.[结论]所提方法符合帆船运动特性及避碰规则,在复杂环境下具有较高的安全性和鲁棒性,对无人帆船自主避障技术发展具有一定的科学价值.

    无人帆船动态避障快速行进平方法航行死区国际海上避碰规则

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    基于阻力和伴流不均匀度的21万吨散货船线型优化

    程保国郝金凤强兆新
    241-246页
    查看更多>>摘要：[目的]基于船体绕流场计算分析,以阻力和伴流不均匀度为优化目标,对 21 万吨散货船线型进行优化设计.[方法]首先,借助计算流体动力学(CFD)工具对初始线型进行数值评估并计算船体绕流场,得到波形、压力分布、速度分布等流场特征.其次,根据CFD计算结果,构建优化策略,形成改型方案,并对改型方案进行CFD计算,评估阻力和伴流不均匀度优化效果.最后,开展优化后船型快速性模型试验,验证优化效果.[结果]CFD计算结果表明,改型相较于原型,有效功率降低了 2.46%,伴流不均匀度降低了 8.48%.模型试验结果表明,改型相较于原型,螺旋桨收到功率降低了 3.49%.[结论]研究显示,所提出的优化方法可以获得阻力性能优良、伴流场均匀性好的船体线型,具有较强的工程适用性.

    流场阻力伴流不均匀度散货船线型优化计算流体动力学

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    无人潜器耐压壳体选型与承载特征规律研究

    王硕梅志远付晓钟毅...
    247-253页
    查看更多>>摘要：[目的]以无人潜器耐压结构轻量化设计技术为背景,以圆柱壳段为对象,开展典型材质耐压柱壳段承载特征规律研究.[方法]首先,根据耐压壳力学特性,分析得出 5 种典型材质耐压壳段的承载规律和最优临界承载设计值(同时发生应力强度失效和稳定性失效);然后,基于工程需求,进一步探讨不同潜深时各典型材质耐压壳段的承载特性.[结果]结果显示,随着潜深的增加,壳板的失效模式将由稳定性破坏逐渐转变为强度破坏,最优临界承载设计值与材料属性有关;考虑承载效率等因素,在进行圆柱形耐压壳体材料选型时,300 m潜深范围内应选用铝合金壳体,300～600 m潜深范围内宜选用钛合金和玻璃纤维复合材料壳体,600～1 000 m潜深范围内建议选用钛合金和碳纤维复合材料壳体,1 000～3 000 m潜深范围内的最佳方案则选用碳纤维和硼纤维复合材料壳体.[结论]所做研究可为不同材质无人潜器耐压壳体材料选型提供依据.

    耐压壳体应力稳定性失效模式材料选型

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    基于正交异性等效的双向加筋板结构变形简化分析方法

    刘晓磊袁昱超唐文勇
    254-262页
    查看更多>>摘要：[目的]随着船舶不断向大型化、复杂化发展,舱段级以上的船体结构有限元模型的网格数量将急剧增加,导致碰撞、冲击、接触等大型非线性力学问题均难以求解,故提出一种基于正交异性等效的双向加筋板结构变形简化方法.[方法]首先,将现行成熟的单向加筋板平面应力简化方法推广至更复杂的双向加筋板平面弯曲问题,并引入正交方向上加筋板总惯性矩与板的惯性矩之比来反映结构的正交异性;然后,将惯性矩比值代入推广所得的加筋板等效平面弯曲本构方程,以实现材料正交异性的转化,从而在力学层面上兼顾结构的抗变形能力和中性轴移轴产生中面力的影响;最后,利用有限元计算,根据不同的位移分布对四边固支加筋板的变形模式进行分类,并将加筋板实际结果与该方法及传统方法的等效结果进行误差对比分析.[结果]对比结果表明,在船舶双向加筋板结构中,该方法最多可减少 84%的网格数量,且 3 种变形模式下的等效误差均可控制在6%以内,远低于2 种传统方法.[结论]该方法的精度较高、适用范围更广、大幅了节省计算资源,可为大型船体结构非线性力学问题的直接建模仿真计算提供解决方案.

    双向加筋板正交异性等效平面弯曲问题变形模式结构简化分析

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    PVC泡沫夹芯板单点低速冲击动态响应与冲击后剩余抗压强度试验研究

    陈翀一程勇军蔡伟印卓...
    263-270页
    查看更多>>摘要：[目的]为了研究复合材料夹芯板抗冲击力学性能,选取尺寸为150 mm×100 mm×26 mm的正交编织玻纤复合材料PVC泡沫夹芯板为研究对象,研究其单点低速冲击动态响应与冲击后的剩余压缩强度.[方法]开展一系列不同冲击能量下夹芯板落锤冲击试验,研究夹芯板在不同冲击能量下的失效模式、冲击力-位移响应和能量吸收特性.随后开展含冲击损伤的夹芯板试样准静态压缩试验,分析含冲击损伤的复合夹芯板的最大压缩承载能力和剩余压缩强度.[结果]研究结果发现,不同冲击能量下夹芯板失效模式和冲击力-位移特性有明显的区别,芯层主要通过压缩变形来吸收冲击能量.随着冲击能量增大,复合材料夹芯板的最大冲击力、凹坑深度和结构吸收能量都随之增大,夹芯板结构的最大压缩承载能力和剩余压缩强度在逐渐降低,夹芯结构受冲击面板的损伤程度决定了夹芯板的剩余压缩强度.[结论]研究工作可为舰船结构抗冲击设计提供参考.

    复合材料夹芯板冲击失效模式压缩剩余强度

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    Q690厚板对接焊残余应力评估及其对焊接接头断裂性能的影响

    王江超杜仕忠牛业兴张庆亚...
    271-281页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究高强钢厚板多层多道焊的复杂焊接残余应力,评估其对焊接接头断裂性能的影响.[方法]以 75 mm厚Q690 高强钢板为研究对象,制定多层多道对接焊工艺,完成对接接头的焊接,使用轮廓法获得中剖面的纵向残余应力,基于自主开发的高效热-弹-塑性有限元计算方法,再现厚板多层多道焊的热循环、微观组织演变等现象,将单轴拉伸试验与GTN损伤模型相结合,提出Q690 高强钢板的GTN模型参数,分析金属母材及焊接接头试样的断裂特性和应力-应变曲线.[结果]采用所提方法预测的厚板对接接头熔池形状、金相体积分数都与试验测量基本吻合;考虑焊接固态相变和高强钢轧制初始应力的力学分析,得到的焊接残余应力与试验结果高度一致,并得到了横向残余应力分布;考虑焊接微观缺陷及横向残余应力,阐明了残余应力影响焊接接头断裂性能的力学机理.[结论]相关研究可为高强钢厚板焊接结构残余应力及断裂性能评估提供借鉴和指导.

    厚板残余应力接头断裂轮廓法GTN模型

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    基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法

    卞大鹏赵晓楠刘振吉陈靖峰...
    282-289页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解决传统时间调制测向中由载波频率变化引入的相位模糊而限制测向工作带宽的问题,提出一种基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法.[方法]通过对不同天线单元的接收信号进行非均匀周期调制,各天线接收信号的幅度信息无混叠地映射到对应调制频率的谐波中,进而提取出谐波幅度比,并结合查表法以实现单通道测向.基于数值仿真,验证所提方法的可行性,同时搭建一套宽带非均匀时间调制系统.[结果]实验结果显示,其测向绝对误差均值仅为0.21°(2.4 GHz)和 0.18°(5.8 GHz).[结论]所提方法可有效提高测向系统的工作带宽,具备结构简单、成本低、信号处理复杂度低以及宽带测向等优点.

    时间调制宽带测向幅度比较单通道非均匀调制

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