中國造船最新期刊目錄

船用液氨泵葉輪內部非定常流動DMD分析————作者：苗森春;謝疏桐;曹懷東;王曉暉;楊軍虎;

摘要：針對設計工況下船用液氨泵葉輪內部的流動，通過求解基于RNG k-ε湍流模型封閉的RANS方程，進行葉輪內部非穩態流場數值計算，通過相干結構的動態模態分解（DMD），得到非定常速度場前4階模態和相應的頻率，結合基于Q準則的渦識別，分析泵內部的旋渦結構和類型。葉輪內流場可分解為動靜干擾模態、基本模態和高階動態模態。頻率以葉輪轉頻的動靜干擾模態占據主導地位，流道內主要是高能流體團和點狀渦；頻率為0Hz的...

基于自研軟件的波浪水池造波與消波的數值方法研究————作者：李曉東;吳乘勝;王星;王建春;張亞英;

摘要：基于自研軟件MarineFlow開發造波消波功能,在入口邊界給定波浪速度，在消波區域添加人工阻尼,在數值波浪水池中耦合VOF(volume of fluid)方法精確模擬Stokes二階波浪。在速度入口分別輸入一階Stokes波和二階Stokes波,將計算域中觀測點擬合的浪高曲線與理論曲線進行對比,吻合良好，并得到一階或二階Stokes波的輸入對數值計算結果影響較小的結論,而且浪高曲線與二階理論值...

基于L1正則化的船體梁彎矩與部分參數同時識別方法研究————作者：徐耕讀;何小二;甘進;吳衛國;

摘要：引入L1正則化算法，提出了一種同時識別船體梁彎矩與部分結構參數的方法。以加筋箱型梁為對象，通過數值與試驗方法，基于不同的同時識別方案評估了該方法的有效性。結果表明，同時識別方法中彎矩識別模塊的識別精度高于彎矩與參數分別求解的方法，而這兩種方法中參數識別模塊的精度相當。在同時識別方法的彎矩識別模塊中引入L1正則化算法能有效提升彎矩識別的穩定性。該方法可為船體結構健康監測系統設計建議優化路徑

螺旋槳作用下的水下航行體熱排放及水面溫度場數值模擬研究————作者：周根水;張軍;洪方文;高德寶;蘇博越;樊曉冰;

摘要：水下航行體排放的冷卻水沿艇體壁面進入尾流區形成熱尾流。熱尾流區域內的冷卻水除了與背景流體的熱傳遞外，還受到航行體運動誘發的渦及推進器尾流熱對流的作用。論文基于重疊動網格及大渦模擬技術，建立了螺旋槳作用下的水下航行體熱排放及水面溫度場預報方法，分析熱尾流浮升機制。研究表明：計算時間步長的設置會影響艇后尾流分布，進而影響推進器旋轉情況下熱尾流的空間分布；螺旋槳旋轉后，其卷吸熱尾流能力更強，加快了熱尾流...

基于虛擬流體方法模擬氣泡上浮————作者：邵聿明;王建華;萬德成;

摘要：氣-液兩相流的壓力和密度等會在界面跳躍，往往產生虛假速度。論文基于自適應直角網格，采用虛擬流體方法（GFM）和CLSVOF界面捕捉方法處理自由面處壓力的不連續。通過設置拉普拉斯方程求解、振蕩毛細波和二維靜水兩相流算例，驗證了方法在壓力泊松方程修正、表面張力項修正和重力項修正方面的準確性。最后設置兩種不同密度比下的氣泡上浮算例，通過與標準模型計算結果的對比，驗證了該方法在處理大密度比兩相流界面問題上...

基于Lyapunov模型參考自適應的船舶航向控制方法研究————作者：李詩杰;李聰;劉佳侖;胡欣玨;徐誠祺;徐曉;

摘要：針對欠驅動拖輪的航向控制設計了一種有效和穩定的自適應控制系統。將飽和微分跟蹤器引入模型參考自適應控制（MRAC），提出了基于Lyapunov-MRAC的航向控制方法，推導狀態空間方程，設計控制律和自適應律，引入前饋控制器和狀態反饋控制器調整參數，并構建了Direct-MRAC控制器進行參考和對比。仿真結果表明，基于Lyapunov-MRAC的航向控制更精確，打舵頻次較低，系統的超調量較小，而且對船...

基于學習型模型預測控制的無人船路徑跟蹤控制————作者：陳昱衡;張海成;鄒偉生;康宇航;徐道臨;

摘要：為了解決水面無人船（unmanned surface vehicle, USV）路徑跟蹤控制模型與真實模型不匹配的問題，提出了一種基于學習型模型預測控制路徑的跟蹤控制策略。用改進的非參數學習（nonparametric learning, NPL）方法估計USV控制模型中不確定程度較高的非線性動力學函數，開發了路徑跟蹤控制器，用于計算欠驅動USV的最優控制量。基于NPL方法估計的非線性動力學重構U...

基于改進ILOS與雙閉環PID的欠驅動船舶循跡控制————作者：趙璐;姜琳;李永正;呂小霞;侯倩雯;

摘要：針對小體積欠驅動船舶易受洋流擾動產生航跡偏移的問題,提出了改進的ILOS與航向、航速雙閉環PID的循跡控制算法。在船舶3自由度運動模型的基礎上,建立了洋流干擾數學模型。將ILOS算法與模糊控制算法結合,提出了改進的ILOS制導算法；設計了航向和航速雙閉環PID控制方法,以實現洋流干擾下欠驅動船舶的強魯棒循跡控制。通過仿真和實船試驗驗證了該方法的可行性

基于啟發式搜索的船舶會遇測試場景生成優化方法————作者：李詩杰;李佳林;劉佳侖;徐曉;徐誠祺;王樂;

摘要：為生成更具挑戰性的智能船舶避碰功能測試場景,提出一種基于啟發式搜索的船舶會遇場景生成優化方法。從真實AIS數據中挖掘場景特征,對數據進行時間切片處理,基于DBSCAN聚類算法,以相對距離、相對方位、相對速度大小和相對速度方向作為場景參數,構建原始測試場景數據集。采用麻雀搜索算法和鯨魚優化算法,分別以碰撞危險度和場景重要度為適應度函數,同時根據擬合的參數概率密度函數進行隨機采樣,生成高危險度和高重要...

船舶智能系統虛實融合仿真測試技術研究————作者：張安通;郭煜;鮑嘉偉;劉旭;楊云帆;殷文慧;

摘要：針對船舶智能系統軟硬件聯調測試和升級嚴重依賴實船試驗的情況，提出和構建了虛實融合的陸上智能系統測試體系。介紹了已開發完成的船舶三維視景航行仿真軟件、視覺感知半物理仿真系統、船舶智能信息半實物仿真系統、船舶虛實數據庫等組件。開發了基于海洋環境語義分割的綜合視頻壓縮算法模塊，開展了船端視頻數據流轉管控、視頻數據壓縮算法的測試驗證，顯示了該陸上船舶智能系統虛實融合測試體系的有效性

仿生輪緣推進器水動力性能分析及優化研究————作者：喬法;張琢;劉報;歐陽武;張聰;董小偉;

摘要：座頭鯨帶有凹凸結節的鰭狀肢，能改善其回轉性能，降低游動阻力。論文受此啟發，將凹凸結節應用于輪緣推進器的設計優化，通過改變槳葉特定位置剖面的弦長，將隨邊設計成具有不同凹凸結構的仿生外形，并利用STAR-CCM+軟件考察仿生結構對輪緣推進器水動力性能的影響。結果表明：外凸型仿生結節的推進效果優于內凹型仿生結節；隨邊上的仿生結節可提高輪緣推進器的效率，比初始模型最高可提升3.16%；在槳葉根部進行仿生優...

近距離高速航行船舶間水動力干擾數值模擬————作者：符帥;朱倩云;沈林維;

摘要：針對開闊海域中兩艘近距離高速航行船舶間的水動力干擾問題,采用計算流體力學軟件STAR-CCM+求解RANS方程,使用空間離散的結構化網格技術,在驗證數值方法有效性的基礎上,模擬了單船航行時的水動力;然后用準定常方法計算了不同縱向間距、橫向間距、航行速度和航向角下兩船的水動力大小,并分析兩船水動力干擾變化的主要原因。研究結果表明：當縱向間距為0.5倍特征船長時,兩船阻力變化受橫向間距影響較為明顯;橫...

不同入口管徑下的靜態養殖液艙內流場分布數值研究————作者：梁俊文;梁澤濱;查若思;

摘要：基于CFD方法對不同入口管徑工況下的靜態養殖液艙進行數值研究。比較不同入口直徑管道的流場速度概率分布和速度分布均勻性，探究入口管徑對于靜態液艙內部流場分布的影響規律，并使用Q準則分析了渦量場。結果表明，進水管道的直徑對靜態養殖液艙內流場速度分布和水流均勻性有最顯著的影響，并呈現一定的規律性，且3種不同的管徑工況都形成了旋轉流場。計算結果可為運動條件下液艙內流動均勻性分布的評估提供參考

一種基于NGO參數優化的TCN-LSTM船舶運動預報方法————作者：馬永艷;姜志強;汪訓銘;王國棟;馮大奎;

摘要：為了提高不規則波浪中船舶運動的預報精度,基于變分模態分解（VMD）和神經網絡模型,將時序卷積神經網絡（TCN）和長短期記憶網絡（LSTM）相結合,提出了一種融合北方蒼鷹算法（NGO）的VMDTCN-LSTM模型。對KCS國際標模在5級海況迎浪時的垂蕩和縱搖運動,以2,5和10 s為提前量進行預報，同時設置了消融試驗,將不同數值模型預報結果進行比較。結果表明,論文提出的方法在上述預報提前量下能準確預...

帶自由面圓柱繞流局部渦旋結構和空氣夾帶特性研究————作者：章文彬;趙偉文;萬德成;

摘要：基于計算流體力學方法,使用流體體積法捕捉自由面,應用嵌入邊界法模擬曲面邊界,依托自適應網格加密框架Basilisk實現了帶自由面的有限長圓柱繞流數值模擬與流場特性分析。將計算得到的圓柱周圍波面升高與試驗結果和利用自研求解器naoe-FOAM-SJTU計算的數值結果進行對比,分析了帶自由面有限長圓柱繞流自由面特征隨弗勞德數變化的關系,研究了波浪破碎與空氣夾帶特性,探討了含氣流場與圓柱繞流渦結構生成的...

第十屆全國船舶與海洋工程CFD會議征文通知

摘要：<正>第十屆全國船舶與海洋工程CFD會議將于2025年10月17-19日在南京召開。會議由全國船舶與海洋工程CFD會議執委會和中國造船工程學會船舶力學學術委員會CFD學組主辦，河海大學港口海岸與近海工程學院和海岸災害及防護教育部重點實驗室承辦，中國力學學會、《中國造船》編輯部、《水動力學研究與進展》編輯部、深海技術科學太湖實驗室、水動力學全國重點實驗室共同協辦。會議文章將收錄至第十屆全國船舶與海洋...

船舶橫向補給狀態下耦合運動特性研究————作者：孟卓欣;陳圣濤;

摘要：以航行中船舶橫向補給為研究目標,首先將單船仿真結果與試驗數據進行對比,驗證了計算方法的可靠性。然后基于三維勢流理論對各個浪向規則波中單船和雙船航行時的運動響應進行對比,分析浪向角和水動力干擾對船舶航行的影響。將橫向補給高架索簡化為恒定張力索,對部分浪向規則波中有無張力索時的運動特性進行對比,研究張力索作用下的船舶穩定性。最后分析了不同海況下張力索對船舶運動的影響。研究結果表明,在高海況下船舶垂蕩和...

斜浪條件下浮式風機氣動–水動特性數值分析————作者：曹可;趙偉文;萬德成;

摘要：相比于陸上風機,浮式風機面臨更加復雜的環境。論文以某半潛型浮式風機為研究對象,基于OpenFOAM軟件平臺,用致動線模型簡化風機,建立浮式風機數值計算模型。設置不同波浪入射角,分析斜浪對于浮式風機氣動力和平臺水動力性能的影響。計算結果表明,浮式風機氣動攻角、尾渦場和平臺運動響應均隨波浪入射角的增大而增大,而平臺的系泊張力只有在斜浪工況下才產生較大波動;在波浪入射角為90°時,平臺重心相對于原位置偏...

船舶管線超材料低頻寬帶減振支架設計————作者：王蕊果;楊德慶;

摘要：為了適應高輻射、高溫和強腐蝕環境中船舶管線超低頻及寬頻減振需求，基于反力自伴隨減振機理開發了一種母材為高強度鋼的超材料減振支架。該支架可在保持承載及抗沖擊性能的同時，抑制船舶管路的超低頻和寬頻段振動。采用有限元法分析了超材料胞元的能帶結構，以及安裝于板架上的超材料支架的承載、抗沖擊性能和低中頻段減振性能。采用3D打印方法制作了金屬超材料支架樣件，通過某浮筏上海水泵DN100管線的振動試驗驗證其低頻...

分層流中潛艇在不規則波中的水動力性能分析研究————作者：崔胡佳;孔圓;黃耀峰;王先洲;

摘要：受溫度、鹽度和壓力等因素的影響，潛艇航行真實環境的介質密度并不恒定。為了研究真實海況下潛艇的水動力性能，借助CFD商業軟件STAR CCM+，結合湍流模型求解RANS方程，對分層流中潛艇在不規則波中的航行進行仿真。首先構造數值波浪水池，通過添加人工阻尼實現消波功能，基于JONSWAP譜模擬不規則波，計算有義波高與特征周期并生成頻譜，與理論值和靶譜進行對比，誤差在可接受范圍內，驗證了不規則波模擬的可...

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