Optimal Towline Calculation of Distressed Vessel

运用非线性规划的方法对满足破损船舶安全性要求的可行航速下的拖缆参数进行优化计算,并通过目标决策方法选择最优航速及拖缆参数方案,对于方案的可用程度给出了定量的评价,提供了破损船舶拖带计算的一种方法.     

船舶破舱浮态方程求解范围研究

在计算船舶的破舱浮态时,常存在一些极端情况以至于迭代计算过程无法正常收敛求解.为了在计算中预先判断浮态方程是否有解,基于船舶倾覆的原理,预估了破舱浮态方程的有解范围,以及船舶可以承受的最大损失浮力,对求解浮态方程的迭代方法及其计算模型有参考价值.     

海上船舶碰撞溢油风险网格化评估

为进一步提升船舶碰撞溢油风险评估在空间层面的精确性,基于船舶AIS数据和地理信息网格划分技术,本文提出了一种船舶碰撞溢油风险网格化评估模型。选择北部湾海域作为计算案例,详细介绍了基于GIS的网格划分方法,利用AIS数据和海域功能区划,分别开展了事故概率指数、事故规模指数和区域环境敏感指数的计算,并综合3种指数计算得到了船舶碰撞溢油风险指数。该计算方法可直观地展示目标海域中的高风险区域,便于船舶航行中对其进行针对性关注,对维护航运安全具有一定的促进作用。     

摆式波浪能转换装置固有圆频率理论计算研究

研究摆式波浪能转换装置固有圆频率的理论计算方法,主要探讨了船舶振动计算模型、铰接塔平台计算模型、纵摇体计算模型.通过理论计算得到不同方法下的固有圆频率,同时为了验证理论计算的正确和合理性,进行了水槽模拟试验,确定铰接塔平台计算模型是一种最佳的固有圆频率理论计算模型,为以后摆板设计提供重要依据.     

极地吊舱推进船舶回转性能的离散元分析

吊舱推进装置在极地船舶中被广泛应用,其转舵模块可以带动螺旋桨摆动从而产生任意方向的推进力,使船舶操纵更为灵活。提出了一种吊舱推进船舶冰区操纵的离散元方法,对具有吊舱推进装置的冰区船舶破冰过程进行了数值模拟。以“雪龙2”号破冰船为研究对象,计算分析了船舶定速直航时的冰阻力,并通过与Lindqvist经验公式的对比验证了冰阻力计算的合理性。在此基础上进一步对船舶在不同冰厚、不同吊舱转向角下的回转破冰运动进行了离散元模拟,分析了回转半径与船长比值随冰厚的变化规律。计算结果表明：船舶的回转性能随冰厚的增大而降低,并随吊舱转向角的增大而显著提高。     

基于随机情景模拟的船舶溢油危害后果量化评价——以台湾海峡北部水域为例

为克服典型情景模拟法的缺陷,综合考虑船舶溢油发生的随机性、海洋水动力和风场的不确定性以及环境资源的敏感性,提出基于随机情景模拟的船舶溢油危害后果定量评价方法。通过随机情景模拟和网格化统计得到敏感区的溢油污染概率和最快到达时间,结合环境敏感指数和溢油量等参数计算综合溢油危害指数,并将其作为溢油危害后果定量评价指标。结果表明:台湾海峡北部水域不同季节发生船舶溢油的危害后果大小依次为夏季(27.8)秋季(25.5)春季(21.1)冬季(16.2),夏季溢油事故对牛山岛保护区的污染概率和危害后果相对最大(P=60%,Ck=41.2),达到较高级别;其他季节东甲列岛保护区的溢油污染概率和危害指数均为最高。随机情景模拟能够弥补事故情景,为评价船舶溢油危害后果风险提供一种新方法。     

基于港口船舶识别的高分二号卫星遥感影像融合方法比较

在卫星遥感影像识别中,相较于海上单一环境的船舶识别,港口船舶识别由于存在集装箱、码头等大量干扰目标,显得更为困难。采用强度-色度-饱和度(Intensity-Hue-Saturation,IHS)变换、Brovey变换(Brovey Transform,BT)、ESRI全色锐化变换、简单均值变换和施密特正交变换法(Gram-Schmidt,GS)等5种融合算法,进行高分二号卫星全色和多光谱影像的融合试验,通过定性和定量评价选出适用于港口船舶影像的最优方法。结果显示GS融合方法在增加影像空间信息的同时维持了光谱保真性,其均方根误差、峰值信噪比、结构相似性等指标均优于其他4种融合方法,可用于港口船舶识别。     

计算船舶水动力系数的切片-源汇杂交方法

本文发展了一种切片-源汇杂交法计算程序用于计算具有较长平行舯体的船舶.在竖直平面内的三个自由度上的有关水动力系数。该方法能大幅度地节约计算机时,从而为有关海洋工程问题提供了一个方便高效的方法。     

海岸线变化速率及趋势定量分析研究

从三个层次阐述了海岸线变化趋势分析的定量计算方法,首先讨论了海岸线变化速率计算的统计分析方法,以及提出了分形维数速率的计算方法;其次分析了基于变化速率和灰色预测模型的海岸线变化趋势预测方法;最后建立了海岸线变化趋势分析的基本工作流程.     

基于AIS的船舶会遇局面紧迫度量化分析

近年来船舶大型化、高速化的发展以及数量的不断递增,导致船舶碰撞概率大大增加。为更好地保障船舶航行安全,提出船舶会遇局面紧迫度这一概念。该概念表征船舶在当前航行状态下由于一定范围内所有其他船舶的存在而处于的会遇局面的紧迫程度,其旨在帮助船舶驾驶员实时感知并掌握船舶在海上航行时所处会遇局面的状况,从而据此加以判断并及时采取措施规避碰撞风险。建立了船舶会遇局面紧迫度的计算模型,该模型以考虑到本船速度的动态圆形领域为空间约束条件,综合考虑其他船舶相对于本船的方位分布和距离这两个指标的影响,基于信息量量化紧迫度。利用2016年1月1日天津港AIS数据进行紧迫度的计算与分析,计算结果与实际相符,该计算模型能够准确反映船舶在航行过程中所处会遇局面的紧迫程度。利用双线性内插法建立天津港区域紧迫度二维彩色平面分布图,其表达效果优于传统热度图。     

风浪流联合作用下单点系泊船的受力分析

研究了风浪流联合作用下单点系泊船的受力问题.在应用Newman公式计算波浪漂移力的基础上,结合文献《Fleet Moorings Design Manual》,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法.提出了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法.为缆绳、锚的选择以及舵角的控制提供了依据.最后通过算例验证了本方法的适用性和实用性.     

罗源湾船舶溢油风险评价分析

基于罗源湾远期油轮的发展预测,运用概率与数理统计方法计算出罗源湾海域未来 S 年中发生船舶溢油事故的概率基础值为 0.361×10-4/S,进而对罗源湾船舶溢油风险进行预测评价,结果显示:罗源湾海域船舶溢油概率约为每 10 a 一次,每次产生的溢油量约为 57.3 t 原油,经过一个潮周期,油膜面积理论估算值为 0.64 km2.针对罗源湾海域的实际情况,还提出了相应的风险防范措施.     

基于CFD船舶操纵性预报方法研究

基于CFD技术和重叠网格技术完成了黏性流场中KVLCC2船模的操纵性水动力导数的数值计算。为保证计算的精确性,进行了网格的收敛性分析,给出了合适的网格划分方法;通过数值模拟斜航运动、纯横荡运动和纯艏摇运动计算出的水动力与相应条件下的试验值对比,计算结果与试验值吻合良好,计算出的水动力导数准确度较高。基于MMG分离建模方法建立KVLCC2船模的操纵性数学模型,利用龙格-库塔算法求解微分方程组,对船舶操纵运动进行仿真。回转试验和Z形操舵试验的仿真结果与试验结果对比,其回转直径和轨迹都非常吻合,表明采用的船舶操纵性预报是可行的。     

基于HUST-Ship的船舶耐波性数值试验水池参数化建模方法研究

基于自研的HUST-Ship黏性流CFD求解器,提出了一种船舶耐波性数值试验水池参数化建模方法和网格生成技术。在自研的CFD软件平台中,根据波浪参数(规则波的波长、波高和不规则波的特征周期、有效波高)自动生成船舶耐波性数值试验水池。以结构化重叠网格技术为基础,分别对船舶与水池进行网格划分并进行网格的组装、重叠,实现船舶在耐波性数值试验水池中的数值“试验”,对船舶耐波性进行数值预报。根据波浪种类分为规则波数值试验水池与不规则波数值试验水池,可对各类波浪条件实现精确可靠的数值造波,模拟船舶在各种波浪环境中运动响应、耐波性事件与非线性运动特性。采用参数化建模方法生成的耐波性数值试验水池能够提高建模和网格生成效率,通过对国际标模进行数值预报并与船模试验结果对比,验证了参数化建模方法生成的耐波性数值试验水池对船舶在波浪中运动性能的计算精度。     

码头-缆绳-动力定位船舶耦合系统的时频特性分析

为研究系泊状态下动力定位船舶与码头及缆绳间的耦合作用,采取凝集质量法计算系泊缆索有效张力,设置弹簧阻尼单元用以计算码头碰垫间的非线性反力,应用比例-积分-微分控制系统(PID)进行推力控制。在系泊状态下,以动力定位船舶和无动力定位船舶为研究对象,分析了耦合系统中侧推器对消除因一阶波浪载荷而引起的船舶运动影响的作用;针对动力定位船舶,讨论了码头-缆绳及目标位置两个因素对动力定位船舶的定位能力及侧推器性能的影响。结果表明,在选取合理目标位置的情况下,耦合系统中的侧推器性能及动力定位船舶的定位能力均得到了有效提高。     

船舶随浪运动隐性仿真计算

本文利用Ｌｉａｐｕｎｏｖ理论，研究了船舶在规划波良运动的稳性；利用摄动理论，求解出船舶运动响应；并讨论了船舶横摇与垂荡运动频率、最大横摇角和波浪要素对稳性曲线ＧＺ的影响，以及流体动压力对稳性曲线的修正，从而给计算船舶在随浪中的稳性提供了一种。方法。     

船舶随浪运动稳性仿真计算

本文利用Ｌｉａｐｕｎｏｖ理论，研究了船舶在规则波浪运动的稳性；利用摄动理论，求解出船舶运动响应；并讨论了船舶横摇与垂荡运动频率、最大横摇角和波浪要素对稳性曲线ＧＺ的影响，以及流体动压力对稳性曲线的修正，从而给计算船舶在随浪中的稳性提供了一种方法。     

压力公式的修正及其在波浪荷载计算中的应用

计入前进速度流动与非定常流动之间的干扰,修正了切片法中计算压力的公式,从而建立了计算波浪荷载的方法,开发了相应的计算机程序。计算实例同国内外有关资料的比较表明结果吻合良好,为船舶与海洋结构物结构有限元分析程序提供了有效的前处理模块     

船舶纵倾优化减阻数值模拟研究

随着我国能源需求越来越大,能源形势越来越严峻,各大班轮公司开始精耕细作,积极寻找降低运营成本的方法。以LPG型船舶为例,对船舶纵倾优化技术进行研究,符合当下节能减排的要求。传统的纵倾优化依据船模试验来分析,项目耗时长而且费用较高。运用CFX和FLUENT等商业软件计算LPG船的阻力数值,再用船模实验结果来验证,找到比较合理的数值计算方法,再对LPG船不同吃水、不同速度、不同纵倾下的阻力进行数值模拟计算。结果表明,排除水深的影响,LPG船舶在不改变船舶航速、载重量的前提下可以通过纵倾调节来减少船舶阻力,这对于LPG型船舶类似的肥大型船舶也有一定的指导意义。     

海图水深注记分布度的精细化评估方法

针对当前水深综合中注记分布质量难以快速定量评估的现状,提出了海图水深注记分布度的精细化评估方法.以《中国航海图编绘规范》为基础,建立了水深点参考间距的量化计算模型,设计了水深注记分布度指标,并推导了计算公式,实现了单个水深注记对象图上分布质量的精细评估.实验结果表明:与平均间距法相比,所提方法可以定量评估海图制图综合水...