船用加筋板结构变形场重构及应变测点优化方法研究
彭佳怡;何春荣;韦朋余;朱志奎;蒋泽;曾庆波;针对变形场重构中非线性段测点多、效率低的问题，融合逆向有限元法（iFEM）与粒子群优化（PSO）算法，提出一种基于测点优化的变形场重构方法。通过改进，引入正则化项抑制非线性过拟合和动态修正局部坐标系，提升非线性段重构的精度与效率；结合PSO算法，用应变能分布初始化粒子群，在目标函数中加入动态惩罚项以约束测点数量，实现测点优化并保持重构精度。以船用加筋板为对象开展模型试验验证，结果表明：优化后测点数量缩减至原先的11%～14%，重构位移相对误差在结构屈曲前普遍低于10%，在强非线性阶段相对误差可控制在15%以内，显著降低了试验成本，为船舶结构失效机理研究提供了高效精准的变形场重构方案。
船用E36钢高温拉伸力学性能试验研究
施铭成;莫岱辉;徐敬博;万琪;张攀;针对E36高强钢开展室温和高温（300℃～700℃）下的稳态拉伸试验，测定钢材在不同温度下的弹性模量、名义屈服强度、抗拉强度及应力-应变关系。分析该钢材力学性能随温度折减的规律，并与现行钢结构耐火规范进行对比，揭示其高温力学退化特性；基于材料拉伸试验数据及力学性能折减公式建立数学模型，对E36钢矩形截面试样拉伸试验的不确定性进行评估，置信水平为95%。结果表明：E36钢的力学性能随温度升高呈折减趋势，与中国耐火规范的吻合度较高；矩形截面试样的拉伸试验在室温下表现了良好的一致性；随着温度升高，测量的不确定度整体有所上升，即高温环境加剧了试验结果的离散性。
环肋双曲率旋转薄壳局部稳定性计算方法研究
张二;闵少松;白瑞雪;李海东;陈国涛;以水下无人航行器环肋双曲率旋转薄壳为研究对象，对壳板弹性稳定性开展研究。薄壳理论结合欧拉伯努利梁理论，将二维应力状态的薄壳稳定性问题转化为一维应力状态的梁稳定性问题，采用能量法推导壳板弹性稳定性计算经验公式，采用ANSYS软件进行数值仿真计算，验证经验公式的正确性。分析环肋双曲率旋转薄壳几何特征参数b/a,t/b和l/b对经验公式精确度的影响，结果表明，当b/a≤0.1,l/b≤0.24,0.005 6≤t/b≤0.012时，理论计算结果与数值仿真结果之间的误差小于10%，可认为经验公式是准确的。研究成果可为该型结构的设计与优化提供参考。
基于BP神经网络的船舶水弹性响应预测研究
马博文;陈伟民;常杏;论文基于误差反向传播算法提出了一种基于倍频响应重构原理的水弹性响应智能预测方法。预测模型充分利用规则波下船舶水弹性在波浪遭遇频率倍频处响应的先验知识,采用神经网络学习并预测规则顶浪下的船舶运动与波浪载荷。通过CFD与FEM双向流固耦合仿真构建预测模型数据集,模型以波频、波高、相位以及船舶航速为输入,输出若干阶倍频下船舶动响应幅值与相位,并据此通过线性叠加实现时域响应重构。在此基础上,将该频域模型与以时域信号为输入及输出的端到端时域模型进行对比。结果表明,基于频域特征的方法呈现了更优的预测精度,具有较好的非线性响应捕捉能力。
复合材料船体梁的弯曲特性理论计算与试验研究
范江海;王广大;邱家波;基于平断面假定和层合板理论,推导了复合材料薄壁梁的弯曲微分方程及应力计算公式,针对箱形剖面结构建立集中载荷作用下的挠曲线方程与截面应力分布解析解,并设计四点弯曲与三点弯曲试验。结果表明：理论模型与试验数据吻合良好,验证了计算方法的可靠性;高模量纤维对弯曲刚度和正应变影响显著,铺层角设计是降低剪应变的关键,也是提高弯曲刚度和降低正应变的有效方式。
多风机尾流混合模型的试验和数值研究
林超暖;杨知为;袁煜明;周斌珍;为了快速和准确预测多风机的尾流和功率，在现有混合尾流模型CFD(ALM)-IDWM的基础上，将切向速度预测方法中的线性插值改进为多项式插值，并在上游风机的远场尾流域增加重叠的CFD计算域，用来计算下游风机的气动性能，形成了预报多风机尾流的CFD(ALM)-IDWM数值模型。在风洞中进行了串列式风机模型试验，以验证CFD(ALM)动力性能模型。并通过与CFD(ALM)模型的对比，验证了CFD(ALM)-IDWM混合模型的精度。计算结果表明，该混合模型可准确预测尾流区的涡流和尾流等特性，以及下游风机的平均推力和扭矩。在与全流场CFD计算域设置相同的情况下，混合尾流模型的计算效率提高了40%。计算结果显示：串列式布置使风机组之间的气动干扰增强，从而影响整体性能。
密度分层流体中拖曳潜体内波尾迹特性的数值研究
陈学彬;陈仕光;李琪;林冲;基于计算流体动力学建立了拖曳潜体在密度分层流体中航行时的数值模型。首先，基于Navier-Stokes方程，引入并求解密度输运方程，建立了考虑密度变化的分层流体数值水槽；其次，引入动网格模型，实现潜体在分层流体水槽中的运动模拟，并将内波时空特性数值模拟结果与试验测试结果相比较，验证数值模型的正确性；随后给出等密度面上潜体内波尾迹的生成和发展过程，并分析等密度面波动特性，从而进一步完善潜体内波尾迹研究。研究表明，随着潜体的运动，内波尾迹在初始阶段呈现为简单的波面凸起和凹陷，接着向两侧发展形成V型特征，并最后演变成多个散波和横波构成的尾迹特征。
不同船型摆翼增推效应的数值对比研究
李乐桐;梅蕾;周军伟;张一言;于东;在不同船型的船体下安装半主动弹性摆翼，可使船舶在波浪中航行时实现摆翼增推效应，以达到船舶减阻增推的目的。论文应用FINE/Marine软件实现波浪中船舶与半主动弹性摆翼的联合模拟，对一系列标准船模（DTMB 5415型、KVLCC2型、Wigley型、KCS型）的摆翼减阻增推效应进行对比分析。设计各型船模的摆翼并进行数值分析，在相似的工况和摆翼设计参数下对比了不同船型上摆翼的减阻增推效应。结果表明，设计的摆翼可提高近20%的推力，船首摆翼位置的运动幅值减小了约15%，起到了减小船体运动幅度的作用。对比分析了摆翼安装位置及摆翼尺寸对减阻增推效应的影响，结果表明，安装在船首位置的摆翼减摇和减阻增推效果最好，增大摆翼尺寸也可增强摆翼的减摇和减阻增推效果。
深海作业型ROV发展现状与关键技术分析
孙浩楠;王磊;李德军;深海作业型有缆遥控潜水器（ROV）在深海科考、海底油气开发和海底管道巡检维护等方面发挥了重要作用。论文对作业型ROV系统的组成、国内外发展现状和关键技术进行讨论，从国内外科研机构研制的前沿ROV出发，阐述了深海作业型ROV的具体参数和技术特点；对ROV定位控制、精细化作业、中继管理及脐带缆动力学等关键技术进行综述和分析；探讨了深海作业型ROV的发展趋势，指出未来ROV设计将趋向标准化、模块化、自主化和智能化。
基于多矩有限体积法的壁面不可压缩湍流大涡模拟
郝江旭;谢彬;基于多矩有限体积法提出了一种用于非结构网格上壁面不可压缩湍流大涡模拟的数值模型。在该模型中,速度由体积分平均值（VIA）和节点值（PV）定义，并作为预测变量同步更新；压力定义为节点值,采用有限元方法进行计算。这种称作VPM-FEM的方法能达到三阶精度,不仅可以克服传统模型由于速度-压力失耦导致的数值稳定性问题,而且为大涡模拟提供了一种设计亚格子（SGS）模型的新数值框架。在此框架下开发了4种亚格子模型,在各自的插值模版上使用最小二乘法分别计算VIA和PV的涡黏度。与传统的有限体积法相比,此模型有效提高了大非正交非结构网格的数值稳定性,并极大降低了数值耗散，从而可以在相同网格分辨率下解析更精细的流动结构。另外，此模型在很大程度上抑制了数值解对亚格子模型的敏感性，降低了其对网格单元形状的依赖,对于具有高雷诺数和复杂几何形状的湍流问题可以实现高保真和稳健的数值模拟。
惯性导航技术的新进展及发展趋势
张炎华;王立端;战兴群;翟传润;阐述了惯性导航技术的发展历史,总结了惯性传感器的最新发展现状,并列举出代表当前最高技术水平的新型惯性器件及其技术指标。同时,概括了惯性技术的应用领域,特别是在舰船导航领域的应用现状。最后指出,随着新型惯性器件的涌现和完善,以惯性导航为基础的组合导航系统将成为未来导航系统的主要发展方向。
USV发展现状及展望
柳晨光;初秀民;吴青;王桂冲;水面无人艇(Unmanned Surface Vessel,USV)近年来受到国内外越来越多的关注。介绍国内外USV的最新进展和成果,重点是USV的控制方式、动力机构、自动避碰技术及路径优化和未来技术发展。针对我国内河环境展望了USV在航道数据测量和海事巡航方面的应用前景。
爆炸载荷作用下舰船板架的变形与破损
吴有生,彭兴宁,赵本立本文用能量法推导了一个计算爆炸载荷作用下舰船板架塑性变形及破损的公式，考虑了大变形时的应变关系及中面膜力的影响，并对国内外的有关试验进行了计算比较，结果表明此公式具有一定的应用价值。
船体板架在水下接触爆炸作用下的破口试验
朱锡,白雪飞,黄若波,刘润泉,赵耀针对船体中常见的加筋板结构 ,在矩形方板上运用了 3种不同尺寸的 T型材 ,采用“井”字形和“ ”字形两种加筋形式设计了 4个板架模型 ,将模型四边刚性固定 ,在板中央放置炸药 ,分别对其进行了水下接触爆炸试验。爆炸作用下板架模型均以花瓣形破裂 ,产生大面积的破口 ,不同形式和尺寸的加强筋对板架的破坏程度具有不同的影响。通过对破口尺寸和形状的观测 ,分析了加强筋对破口长度的影响 ,提出了板架结构加强筋相对刚度 Cj的概念 ,描绘了不同尺寸加强筋在不同炸药量下对板架结构破口范围的影响。同时 ,对现有的水下接触爆炸作用下的破口长度估算公式进行了修正 ,给出了考虑加强筋影响的破口计算公式 ;经过比较 ,该公式比现有的破口估算公式与试验结果更加吻合
深海载人潜水器发展现状及技术进展
刘涛;王璇;王帅;王磊;本文对国内外深海载人潜水器装备的发展现状进行了综述,介绍了我国"蛟龙"号载人潜水器研制的基本情况。在此基础上,对国内外深海载人潜水器装备的特点进行了总结,并讨论了深海潜水器装备的最新技术进展。
惯性导航技术的新进展及发展趋势
张炎华;王立端;战兴群;翟传润;阐述了惯性导航技术的发展历史,总结了惯性传感器的最新发展现状,并列举出代表当前最高技术水平的新型惯性器件及其技术指标。同时,概括了惯性技术的应用领域,特别是在舰船导航领域的应用现状。最后指出,随着新型惯性器件的涌现和完善,以惯性导航为基础的组合导航系统将成为未来导航系统的主要发展方向。
深海载人潜水器发展现状及技术进展
刘涛;王璇;王帅;王磊;本文对国内外深海载人潜水器装备的发展现状进行了综述,介绍了我国"蛟龙"号载人潜水器研制的基本情况。在此基础上,对国内外深海载人潜水器装备的特点进行了总结,并讨论了深海潜水器装备的最新技术进展。
船舶振动主动控制的研究进展与评述
李维嘉;曹青松;从船舶振动危害、现象与振源、阻尼技术及其在船舶上的应用、船舶振动隔离技术、动力吸振器的研究以及整船振动控制技术的研究诸方面综述了船舶振动控制技术的进展,重点关注了近几年来主动控制技术在船舶振动控制中的应用研究,并对今后船舶振动控制研究的发展提出了建议。
欠驱动AUV的运动控制技术综述
王芳;万磊;李晔;苏玉民;徐玉如;欠驱动水下机器人由于在减轻系统质量、节约成本和能耗以及提高系统可靠性等方面的优点日益成为研究的热点。尤其是在水下机器人在海洋能源开发中发挥着不可或缺作用的今天,利用少于位形空间维数的控制输入控制欠驱动系统的运动具有非常重要的现实意义。结合水下机器人自身的运动特性,归纳了欠驱动AUV的控制特性,包括本质非线性、欠驱动特性、可控性、约束特性、平衡点特性等。综述了目前欠驱动AUV运动控制技术的主要研究成果,主要包括镇定控制和跟踪控制,并对今后欠驱动AUV的理论与应用发展方向进行了展望。