中國艦船研究最新期刊目錄

基于改進變色龍算法的無線傳感器網絡靜態節點優化部署————作者：任染臻;張立川;韓光耀;潘光;劉祿;張曉萌;

摘要：[目的]針對傳統無線傳感器網絡（WSN）節點部署方式存在覆蓋率低、覆蓋冗余度高、分布不均等問題，提出一種基于分數階改進變色龍算法（FCSA）的優化部署方法。[方法]首先，采用改進Circle混沌映射對種群進行初始化，提高種群的多樣性和全局分布性；然后，在速度更新階段引入分數階速度更新策略，提升算法在全局搜索和局部開發之間的動態平衡能力；最后，結合Levy飛行機制引導個體位置更新，使算法具備更強的跳...

基于事件觸發與創新制導的欠驅動無人艇固定時間路徑跟蹤————作者：王靜;宋保健;慕東東;

摘要：[目的]針對欠驅動無人艇在集總擾動、輸入飽和以及機載能量受限條件下的路徑跟蹤控制問題，提出一種基于事件觸發的固定時間路徑跟蹤控制策略。[方法]首先，提出縱向速度導引和固定時間視線制導律，為路徑跟蹤控制器提供期望的縱向速度和艏向角；其次，針對系統內部的模型參數不確定性和外部干擾所構成的集總擾動，引入固定時間擴張觀測器，實現對集總擾動的估計和補償；然后，針對系統的輸入飽和問題，設計輔助動態系統以補償其...

基于Green函數的輪胎沖擊載荷特性反演方法————作者：師桂杰;李強;王德禹;

摘要：[目的]旨在通過結構響應間接識別輪胎沖擊載荷及其分布特性，為甲板設計與安全評估提供依據，提出一種基于Green函數的載荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板為研究對象，利用Green函數將沖擊載荷表示為單位脈沖載荷的疊加，通過有限元仿真得到Green核函數矩陣，并結合廣義交叉驗證準則（GCV）的Tikhonov正則化方法，建立載荷反演模型。針對單個輪胎及多個輪胎沖擊工況，分析多源載荷對反演精度的影響...

基于NSGA-Ⅱ算法與離散模塊梁單元水彈性方法的連接件優化設計分析————作者：陳永強;張顯濤;

摘要：[目的]在離散模塊梁單元（DMB）框架下，針對浮箱型多模塊海上漂浮式光伏（OFPV）平臺連接件剛度優化問題，提出一種新的方法。[方法]首先，介紹DMB水彈性分析方法，給出連接件剛度矩陣的形式并簡述水彈性響應的數值建模方法；其次，給出線性加權遺傳算法和非支配排序遺傳算法II(NSGA-Ⅱ)的求解步驟，重點介紹剛度編碼的實數碼、指數碼和科學記數碼這3種基因編碼方式以及其對應的交叉和變異算子，并進行對比...

先驗知識驅動的船舶艙段結構大規模分解優化方法————作者：江璞玉;劉均;羅強軍;程遠勝;

摘要：[目的]針對艙段結構優化大規模化問題，提出一種分解優化算法。[方法]基于分解優化框架，將專業力學先驗知識與通用黑箱優化算法相結合，提出先驗知識驅動的船舶艙段結構分解優化算法，該算法是將設計變量分為桁材的布局變量和尺寸變量，然后依此將原問題分解為一系列低維子問題進行求解；基于各約束物理量的單調性和局部性，優先優化約束裕度大的子問題；將所有布局變量分為一組，其對應子問題的目標函數為最小約束裕度最大化，...

基于ResNet失穩模態圖像識別和先驗知識的加筋圓柱殼精細化優化設計————作者：王俊逸;程遠勝;

摘要：[目的]為了自動甄別加筋圓柱殼失穩模態的類別，利用先驗知識提升協同分解優化方法求解加筋圓柱殼精細化優化設計的效率。[方法]訓練ResNet神經網絡對加筋圓柱殼失穩模態圖像進行識別，提煉基于設計變量與約束特征量耦合關系等的先驗知識，提出特定分組策略和資源分配策略。[結果]數值實驗結果表明，訓練的ResNet神經網絡對加筋圓柱殼失穩模態類別識別的準確率達98%；算例采用先驗知識策略的最終優化效果較無先...

新型船用復合材料夾芯夾筋板力學試驗分析————作者：袁昱超;童浩;郭力;唐文勇;

摘要：[目的]：面向復合材料的實船應用前景，設計一種泡沫填充的復合材料夾芯夾筋結構（組合厚板）。[方法]針對組合厚板各向異性的特點，針對組合厚板順筋方向和垂直筋方向分別進行三點彎曲試驗與拉伸試驗，對比該結構不同方向上的強度和模量，重點分析組合厚板在2個方向彎曲載荷下的破壞模式及其失效機制，討論試件中心位置、胞元筋板數量對其力學性能的影響。[結果]結果顯示，組合厚板各向異性顯著，相較于順筋方向，結構在垂直...

改進型體心立方結構準靜態壓縮下變形規律及吸能特性分析————作者：谷濤;陳威;李譜;施銳;李曉彬;

摘要：[目的]為提高輕量化點陣結構的力學性能，基于多構型組合設計方法設計一種改進型體心立方（BCC）點陣結構（BCCZ）。[方法]通過壓縮試驗對比分析準靜態壓縮載荷下BCCZ與BCC點陣結構的力學性能及吸能特性；進一步采用數值仿真方法分析不同徑長比D/L下BCC與BCCZ點陣結構的力學性能及吸能特性，并采用數值仿真與試驗相結合的方法對其力學性能進行研究，探究徑長比對點陣結構壓縮性能的影響。[結果]結果顯...

復合材料-金屬混合連接結構失效行為研究進展————作者：劉勇;曹京宜;蔡偉;方志剛;殷文昌;胡海曉;曹東風;

摘要：隨著復合材料的大規模應用，復合材料與金屬結構的組合使用在工程中變得日益普遍，這對其接頭設計提出了新的要求。分析了金屬-復合材料混合結構螺栓連接強度和失效分析的研究現狀，探討了接頭形式、裝配間隙、幾何參數、復合材料鋪層設計、螺栓預緊力和服役環境等因素對混合連接結構力學性能和失效模式的影響規律，并詳細討論了溫度與機械載荷共同作用下的失效機制。此外，還總結了金屬-夾芯復合材料連接結構失效行為的相關研究。...

極地船舶甲板海洋飛沫通量經驗公式分析與修正方法研究————作者：陳家靜;白旭;武道磊;

摘要：[目的]針對海洋飛沫通量經驗公式依賴特定船舶觀測數據的缺陷，提出一種極地船舶甲板海洋飛沫通量經驗公式的修正方法。[方法]通過對經驗公式進行參數特征分析，提出以具體船型的海洋飛沫通量數值解和相應環境條件為輸入，對海洋飛沫通量經驗公式進行修正。通過數值波浪形態和MFV漁船飛沫通量計算驗證數值方法的可靠性。基于提出的方法對球鼻艏、破冰艏、飛剪艏和前傾艏4種船型的海洋飛沫通量經驗公式進行修正。[結果]漁船...

冰-彈性平板相互作用的試驗研究————作者：楊瀟鵬;孫哲;宗智;郭明昊;李志軍;王慶凱;王子強;

摘要：[目的]為探究結構彈性對冰-結構相互作用過程的影響，在低溫實驗室開展凍結冰-彈性平板擠壓模型試驗。[方法]改變結構剛度和擠壓速率，推動彈性平板與凍結冰試件在冰脆性破壞范圍內進行擠壓，記錄不同工況下總載荷時程曲線和冰破壞模式。[結果]試驗發現相互作用過程可分為“松接觸”和“緊接觸”2個典型階段，部分壓力-位移曲線在緊接觸階段呈現出鋸齒狀形式的多級失效。統計發現最大松接觸位集中在0～1.5 mm內，緊...

基于BM-MTF的船舶水泵軸承故障特征增強與診斷研究————作者：廖志強;黃振德;宋雪瑋;梁觀龍;賈寶柱;

摘要：[目的]針對船舶水泵軸承故障時的振動信號故障特征易被噪聲淹沒，導致診斷準確率較低的問題，提出一種基于巴特沃斯均值濾波器和馬爾可夫轉移場（Butterworth mean filtering-Markov transition field, BMMTF）與ResNet-18網絡相結合的軸承故障特征增強與診斷方法。[方法]首先，引入BM濾波器，以強化信號的故障沖擊波形，從而抑制噪聲干擾、增強故障特征；...

開架式ROV水動力特性數值模擬分析————作者：張渥;許條建;

摘要：[目的]旨在系統研究開架式遙控水下航行器（ROV）的水動力特性，準確獲得其各項水動力系數。[方法]通過開展開架式ROV的直航物理模型試驗，對STAR-CCM+數值仿真結果的可靠性進行驗證，并借助數值方法模擬該ROV的直航、斜航和平面強迫運動，然后根據仿真結果使用最小二乘法擬合獲得該ROV的黏性和慣性水動力系數。[結果]結果顯示，在直航和斜航情況下，與ROV幾何左右不對稱性相關的黏性水動力系數Y'<...

考慮熱效應的深海陶瓷耐壓結構內爆特性研究————作者：李童;孫盛夏;趙敏;

摘要：[目的]旨在探究陶瓷耐壓結構在深海極端環境下的內爆沖擊載荷特性及熱力學機理，提出基于壓力-速度-溫度平衡的可壓縮多相流模型及自適應網格加密技術的深海陶瓷耐壓結構內爆數值模擬方法。[方法]首先，該方法可實現沖擊波的準確預報及流場的精細化捕捉；然后，開展陶瓷耐壓結構水下內爆試驗，驗證數值方法的有效性；最后，通過萬米級陶瓷耐壓結構內爆數值研究揭示內爆沖擊載荷及熱效應特性。開展不同水深及水溫下陶瓷耐壓結構...

便攜集成式波浪補償裝置研究綜述————作者：呂曉瑩;劉涵;蘇焱;

摘要：[目的]海上吊裝作業時，波浪補償裝置對保障作業安全和延長作業窗口期意義重大。本研究旨在系統剖析便攜集成式波浪補償裝置，結合國內外研究現狀，為我國相關研究及裝備國產化提供有力支撐。[方法]通過系統探討便攜集成式波浪補償裝置，詳細闡述被動式、自適應式、主動式和混合式波浪補償裝置的工作原理，對比分析其優缺點；深入研究張力補償、位置補償和混合補償在不同海上作業場景下的補償原理與智能控制算法；分析國際主流產...

斜浪規則波中船舶運動與載荷的CFD-FEM模擬分析————作者：焦甲龍;陳振威;徐文華;蔣彩霞;陳帥;

摘要：[目的]旨在建立基于CFD-FEM雙向流固耦合的船舶水彈性方法，預報船舶在斜浪規則波中的運動與波浪載荷，并充分考慮不對稱載荷與結構響應及非線性載荷因素的影響。[方法]首先，基于CFD軟件建立斜浪規則波計算域，在流場域中求解三維N-S方程，實時求解非線性波浪載荷；然后，建立船體梁與船體外表面耦合的有限元模型，通過在船體梁上均勻施加集中質量和橫搖慣性矩，實現船模總質量和橫搖轉動慣量與實船的相似；最后，...

間隙動態變化下泵噴推進器非定常力數值分析————作者：李輝耀;何景異;趙威;饒志強;張振果;華宏星;

摘要：[目的]旨在研究轉子間隙動態變化對泵噴推進器非定常力的影響。[方法]采用重疊網格，構建SUBOFF潛艇帶泵噴推進器的數值計算模型，并結合SST k-ω湍流模型，針對轉子垂向振動的頻率靠近轉子葉頻的工況進行數值計算。[結果]結果顯示，受間隙動態變化的影響，轉子和導管的三向激勵力的頻率與幅值均發生了變化，且轉子和導管的垂向激勵力在三向激勵力中占優；而轉子和導管表面的脈動激勵會在新的分支頻率處出現峰值。...

鋼骨架復合材料夾芯板軸壓極限強度試驗與仿真分析————作者：范堯;劉斌;張磊;雷加靜;

摘要：[目的]針對大型郵輪上層建筑頂部甲板的輕量化需求，提出一種新型的鋼骨架復合材料夾芯板結構型式。[方法]開展鋼骨架復合材料夾芯板結構極限強度試驗和有限元仿真分析。采用VUMAT子程序編寫復合材料失效準則及剛度退化模型，通過試驗結果驗證有限元仿真的有效性，同時評估不同復合材料失效準則的適用性。[結果]與試驗值比較后顯示，采用Shokrieh-Hashin準則和修正后的LaRC03準則結合瞬時剛度退化方...

基于CFD的通海船艙晃蕩與流體交換研究————作者：滕岳虎;李超凡;徐敏;朱仁傳;

摘要：[目的]當前各類通海型船舶的應用逐年增加。這類船舶的船艙內外相連通，在運動時會發生液艙晃蕩并伴隨水體交換。針對這一現象，對通海型船舶載液艙段橫搖時的晃蕩與進出水問題進行數值模擬研究。[方法]基于CFD商用軟件平臺，建立一左右舷開孔通海船舶的三維艙段模型，在黏性數值水池中模擬給定橫搖周期和幅值下的強迫橫搖運動。通過遍歷不同橫搖初始角與運動周期，探究開孔處進出水質量流量與工況的關系。[結果]結果表明，...

勻速彎矩載荷下船體梁動態極限強度分析方法————作者：姜焰華;張偉龍;崔進舉;王德禹;

摘要：[目的]為解決船體梁的動態極限強度快速計算問題，提出動態Smith方法。[方法]首先，以傳統的Smith方法為基礎，在考慮船體梁在動態載荷下材料的應變率效應、慣性力，以及Smith法中加筋板單元在不同應變率下的應力-應變關系的基礎上，建立計算船體梁在勻速彎矩載荷作用下的動態極限強度的動態Smith法；然后，以箱形梁和船體梁為研究對象，通過與有限元結果進行對比，驗證動態Smith方法的準確性。[結果...

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