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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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    海流对水下航行器运动及载荷影响研究综述

    赵大刚张顺高适钟祥海...
    1-16页
    查看更多>>摘要：水下航行器不仅在民用领域扮演着重要角色,在军事领域内也同样得到了广泛应用,具有广阔的应用前景.但水下航行器在航行过程中易受海流环境的影响,使其水动力参数呈现不确定性,进而导致运动姿态控制困难,航行发生偏移,增大航行成本,甚至还会影响到水下作战任务的完成以及碰撞事故的发生,危及航行安全.在梳理不同水下航行器在海流作用下的水动力学研究现状的基础上,讨论水下航行器应对海流干扰的控制方法,并对海流作用下水下航行器的发展方向进行展望,为研究复杂海流对水下航行器水动力参数的影响机理和控制器的设计提供一定的参考.

    水下航行器海流水动力性能水下对接操纵性控制算法

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    国外超大型无人潜航器发展与运用研究

    张翔鸢花吉
    17-27页
    查看更多>>摘要：超大型无人潜航器(XLUUV)作为一种可大量搭载多种任务载荷的水下无人作战平台,具有重要的研究价值.为全面洞悉国外XLUUV研究现状,并为国内的发展与运用提供借鉴,深入系统剖析普通型、潜载型、类潜艇型、可装箱型、集装箱型等 5 种国外主要类型XLUUV的发展现状及未来趋势,对其模块化、多域通信、水下探测、定位导航、自主控制、能源动力等关键技术进行探析,并研究其在侦察监视、水下布雷、水下攻防、水下投送等方面的作战运用.研究表明,XLUUV呈现出族群化、远程化、全深化和智能化发展趋势,能够实现多维探测、封控海上要域要道、实施非对称打击以及隐蔽投送等功能,在未来水下对抗中将会发挥重要作用.

    超大型无人潜航器水下作战关键技术作战运用

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    基于自动网格方法的船舶非线性兴波模拟

    石凯元张祥瑞田浩枫朱仁传...
    28-34页
    查看更多>>摘要：[目的]针对船体绕流非线性波面和船体湿表面交互变化的复杂过程,提出一种用于船舶航行兴波模拟的网格自动生成方法.[方法]该方法以三角形的全船网格文件作为输入,在船舶航行兴波数值计算中随自由面变化自动生成自由面和瞬时湿表面网格,可自动处理含复杂艏艉线型的任意船型,具有强鲁棒性.基于提出的方法模拟KCS船在不同航速下的兴波.[结果]数值模拟的船侧波高、船体周围的自由面波形以及兴波阻力与试验结果吻合良好,且在较高速的航行工况下,模拟的KCS艉部兴波波面始终保持在艉封板下方,干艉现象有所体现.[结论]结果表明,所提方法可准确模拟船舶非线性兴波,且具有模拟方艉船型兴波特征的潜力.

    全非线性兴波阻力势流网格生成方艉

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    基于改进蚁群算法的微气泡减阻气流量智能调控技术研究

    李天臣周彦安裴志勇吴卫国...
    35-42页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高微气泡减阻技术的实际效能,基于改进蚁群算法开展微气泡减阻气流量智能调控技术研究.[方法]首先,基于微气泡减阻机理,利用自主研发船模样机开展微气泡减阻试验,获得不同航速下的理想最佳气流量;随后,采用改进蚁群算法,开发气流量智能调控技术的软件系统;最后,将智能调控硬件系统应用于船模样机,开展自航模试验以验证该技术的有效性.[结果]所研技术不仅可以有效地调控气流量达到最佳微气泡减阻效果,还可以监控航速变化对气流量进行自适应调控,使船舶在各种航速下均能保持最大减阻.[结论]该技术可以提高微气泡减阻技术的自动化与智能程度,增强微气泡减阻技术的实际效能.

    微气泡减阻改进蚁群算法气流量智能调控自航模试验

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    大尺度自航模气层减阻试验研究

    吴浩杨子烨曹建鑫欧勇鹏...
    43-48页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究气流量、航行倾角对船底凹槽内气层保持和节能效果的影响.[方法]以一艘肥大型散货船的较大尺度缩比模型为研究对象,通过设计气层减阻自航模系统和船底凹槽方案,开展开阔水域条件下自航模气层减阻试验,研究模型正浮状态下喷气减阻效果,以及模型一定纵倾角状态下对航速和轴功率的影响.[结果]结果表明:在主机转速一定时,喷气可以明显提高自航模的航速,停止喷气后,船底凹槽内的气体仍能维持较长时间;船体艉倾角为 0°～0.25°时的气层减阻效果较好,较大艉倾角时气体从自航模艏部两侧溢出,气层无法对船底实现有效覆盖,减阻效果不佳.[结论]研究结果可对气层减阻技术在肥大型船舶上的工程应用提供一定参考.

    自航模型喷气装置气层保持性减阻节能

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    面向FEM快速建模的船体模型数据处理算法

    李瑞王明发孟昭闯刘国磊...
    49-56页
    查看更多>>摘要：[目的]为提高船体有限元几何建模效率,解决船舶设计软件导出的船体模型无法直接应用于有限元几何建模的问题,提出一种基于XML文件数据的几何模型处理方法.[方法]以AVEVA Marine(AM)软件导出的船体XML文件为研究对象,通过对文件的数据结构解析,明确几何模型的数据表达规则,依据船体有限元几何建模规范,通过修改模型数据实现对船体模型的几何修正,包括对角隅、开孔等构件的删除、简化处理,对球扁钢和肘板的转化处理,对型材和板缝的移动处理.[结果]实际运用结果表明,处理后的船体几何模型可直接导入有限元软件HyperMesh中,符合有限元实体几何建模规范,保留了原模型材料、板架厚度等相关属性.[结论]与人工建模相比,测试分段实体几何建模效率显著提高,所提方法有助于船体设计模型复用、提高有限元几何建模效率.

    快速有限元分析船体模型模型数据数据转换XML格式AVEVAMarine软件

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    水下打捞机器人执行器部分失效的有限时间轨迹跟踪控制

    张强姜宇桉郭高阳张燕...
    57-64页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在解决船载供电电压降低或控制系统电路腐蚀等原因导致的水下打捞机器人执行器出现部分失效的问题.[方法]考虑到深海鱼雷、载货沉船等工程打捞作业中复杂海洋情况的影响,采用终端滑模观测器对系统不确定扰动进行观测.利用容错控制和有限时间控制方法,在线估计执行器故障系数,设计一种具有终端滑模观测器的有限时间轨迹跟踪容错控制方案.[结果]该方案的系统输出平滑、稳定且能快速到达期望轨迹,同时,与传统容错控制方案相比,降低了水下打捞机器人控制系统的稳态时间,其横向位移降低了 10 s,纵向位移降低了 15 s.[结论]能够为水下工程机械的轨迹跟踪控制提供理论参考,并具有实际的工程意义.

    水下打捞机器人终端滑模轨迹跟踪执行器部分失效

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    多特征融合的无人艇视觉小目标鲁棒跟踪

    王宁吴伟王元元孙赫男...
    65-78页
    查看更多>>摘要：[目的]针对低特征分辨率、相似环境信息引起的无人艇视觉小目标跟踪混淆问题,提出一种多特征融合的连续卷积算子跟踪算法.[方法]首先,采用双三次插值技术,提高多特征图分辨率,实现亚像素级定位;其次,利用特征投影和生成样本空间,提高目标跟踪的效率,避免滤波器过拟合;最后,设计高置信度模型更新策略,解决相似环境信息对滤波器的干扰问题.[结果]结果表明:相较于传统的连续卷积算子跟踪算法,平均成功率提升 17.4%,平均距离精度指标提升 17.8%,期望平均覆盖率提升 5.1%.[结论]该算法法能够处理海洋环境下的小目标跟踪混淆问题,为提升无人艇及海洋机器人的智能感知能力,提供关键技术支撑.

    海上小目标鲁棒跟踪多特征融合连续卷积算子无人艇视觉

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    一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法

    范佳明张显库马道成
    79-86页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解决船舶航向保持过程中舵角幅值过大以及舵角变换率过高而导致能耗过大的问题,提出一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法.[方法]采用闭环增益成形算法(CGSA)设计控制器,引入双重非线性反馈算法,通过双极性S函数与反正切函数的结合降低舵角幅值与操舵频率,最后使用正反馈的方法实现整个控制系统的控制.[结果]仿真结果表明,在 6 级海况和 8 级海况下,采用所提出的双重非线性反馈控制方法,反映舵机能耗的综合节能评价指标分别改进了31.53%和18.63%.[结论]验证了双重非线性反馈在降低舵机能耗、减少船舶航行过程中碳排放方面具有较好效果,以及正反馈和负反馈的等价控制效果.所提方法为船舶航向保持控制的研究提供了较好的应用参考价值.

    船舶工程航向保持控制节能降碳双重非线性反馈正反馈闭环增益成形算法

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    基于事件触发机制的船舶补给同步抗干扰控制

    胡鑫巩庆涛祝贵兵韩国杰...
    87-94页
    查看更多>>摘要：[目的]针对多变海洋环境下补给船与被补给船补给作业同步航行控制问题,考虑风浪流引起的海洋环境干扰、船间效应导致的干扰、两船软连接相互作用,提出事件触发下基于干扰估计和补偿的同步抗干扰控制方法.[方法]将补给船受到的干扰建模为一阶马尔科夫过程,描述风浪流引起的海洋环境干扰和未建模动态,将船间效应导致的干扰和两船软连接相互作用等均集中为未建模动态,构造干扰观测器在线估计时变未知有界干扰,在控制设计中利用干扰在线估计值对干扰进行补偿,抵消干扰和不确定性对航行补给控制的影响,设计辅助动态系统来减少推进器控制饱和的影响,引入事件触发机制降低推进器执行频率以避免其过度磨损.[结果]仿真结果表明,本文提出的事件触发机制存在大于 0 的最小采样间隔且不会在有限时间内发生无限次触发.该控制器可实现补给船与被补给船同步航行,保证控制系统所有信号全局一致最终有界.[结论]仿真结果验证了事件触发干扰估计和补偿控制的有效性.

    同步航行扰动估计矢量反步法辅助动态系统事件触发

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