一、2500车滚装船阻力性能试验与计算(论文文献综述)
杨潇[1](2020)在《基于CFD的游艇流体力学仿真及艇身造型优化研究》文中进行了进一步梳理游艇艇身造型优化设计作为游艇总设计的重要部分,对游艇的各项性能以及经济实用性都有着十分重要的意义。游艇总阻力是游艇水动力性能的重要指标,因此,如果能够实现最小阻力的游艇造型,将会极大提升游艇的市场竞争力。论文针对游艇艇身,开展了流体力学仿真分析和以降低游艇总阻力为目标的游艇艇身造型优化研究。本课题主要包含以下研究内容:首先,建立游艇原始模型,对游艇模型进行清理后建立游艇流体力学有限元仿真模型,通过CFD软件对游艇的不同工况进行仿真,并对游艇的流场特性进行分析。其次,建立了基于CFD的游艇造型优化流程,确定优化目标为总阻力。利用拉丁超立方抽样对设计变量进行试验设计,运用自由变形技术对游艇艇身进行自由变形,经过几何建模后建立游艇的有限元仿真模型,通过CFD仿真对总阻力进行采样。利用皮尔逊相关系数对训练数据进行分析,挖掘出设计变量与优化目标之间的联系。分别基于二次响应面模型和Stacking集成学习方法对训练数据建立代理模型,利用网格搜索策略对Stacking模型进行优化,采用平均绝对误差和相对平均绝对误差作为模型评价方法,比较二次响应面模型和Stacking模型分别在5折交叉试验下和所有训练数据下的预测能力。利用遗传算法对所建立的代理模型进行寻优,并对最优解进行仿真验证。对二次响应面和Stacking建立的代理模型的评价结果进行比较后发现,论文提出的基于Stacking建立的代理模型比二次响应面模型具有更好地的预测能力。通过对寻优结果进行仿真验证,基于Stacking建立的代理模型使得优化后的游艇总阻力降低了5.81%,总阻力降低明显,而且相对误差仅为0.65%,优化结果的可信度较高,并且在减低阻力的同时,还将游艇的排水体积增加了1.73%,提高了游艇的载荷能力。对组成Stacking模型的基学习器所建立的代理模型寻优结果表明,通过组合的方式Stacking模型比基学习器建立的代理模型具有更高的泛化能力。在船舶优化过程中,论文提出的基于自由变形技术的优化方法可以应用于任何造型的船舶,并且通过引入Stacking集成学习方法提高了造型优化结果的准确性。船舶造型优化本身需要多学科交叉融合,论文引入机器学习中的各种方法将会为今后船舶优化设计提供新的思路。
高景,赵丙乾[2](2019)在《长江1000车滚装船EEDI验证分析》文中提出针对船舶能效设计指数(EEDI)在设计阶段的初步验证和试航阶段的最终验证的差异性问题,基于1 000车长江商品汽车滚装船水池试验结果,开展EEDI初步验证,预报该船的实船航速功率性能;结合实船试航测试,开展EEDI最终验证和对比分析,基于该船的EEDI基准航速计算该船所达到的EEDI值,结果表明该船满足内河绿色船舶-1的能效要求。
赵荥[3](2019)在《筒型基础气浮拖航过程气-液-固耦合机理及浮运特性试验研究》文中研究说明筒型基础是一种新兴的环境友好型海上风电基础结构,具有建造简单、施工高效、综合成本低等特点,逐渐受到了国内外海上风电工程界的关注和认可。筒型基础底部开口,可通过内部气垫的压缩产生的气压力排开水体,形成筒内外水压差来提供上浮力,这种自浮特性是筒型基础能够进行气浮拖航的前提。对于单筒多舱型筒型基础,其蜂窝状分舱结构的存在实现了筒内多个不相连的气垫结构的耦联,能够有效的改善基础的水动力特性,尤其是对基础频率、附加质量、筒内气垫特性、气液转换比例和气-水耦合刚度等的影响。与常见的实浮结构相比,气浮筒型基础在拖航过程中,除了考虑水体与基础的相互作用外(流固耦合),还需要考虑气垫-水塞界面运动特性(气液耦合)及气水弹簧对结构动力响应特性的相互影响(气液固耦合)。本文以某工程原型单筒多舱筒型基础为研究对象,通过理论计算、模型试验和数值模拟方法,研究了筒型基础气浮拖航过程中“气-液-固”耦合机理及浮运特性,为气浮筒型基础的拖航施工提供参考。具体研究内容如下:首先,基于实浮体稳性理论及气垫压力公式,推导了气浮筒型基础正浮态静稳性公式,考虑了筒内气垫/水塞比例并引入气浮折减系数推导计算了基础不同吃水下的气垫压力与刚度变化;确定了筒型基础的极限倾斜漏气角;分析了基础漂浮直至下沉到海床面过程中的气液耦合变化规律。进一步结合运动方程求解了附加质量等水动力学参数,明晰了筒型基础“气-液-固”耦合气垫特性、气液界面转换、气水耦合刚度变化及基础气浮稳性演化等规律。其次,采用恒定流系柱试验法对比分析了单筒带分舱气浮筒型基础与单筒无分舱气浮筒型基础的拖航阻力、摇摆及垂荡运动幅值和气垫压力的差异性及相关参数的敏感性;并采用紊流数值模型分析了实浮体、单筒无分舱和单筒带分舱气浮体拖航过程周围流场分布规律,引入动水压力系数、拖航遮蔽系数及拖航耗能率,解释了不同结构拖缆力差异的原因;明晰了恒定气垫作用下的筒型基础与周围流场的流固作用机制。再次,采用波浪拖航试验法对比分析了单筒带分舱筒型基础及实浮体基础在复杂波浪条件下拖航运动响应差异机理,通过考虑不同吃水、拖航速度、拖航方向、波高、波浪周期对拖缆力、筒内气压力、筒底水压力和基础六自由度的影响,探索了筒内气垫存在和气垫体积变化对筒型基础运动频率及其他特性的影响规律,结合三维势流数值模型,分析了“气-液-固”相互作用对气浮筒型基础耐波性的影响机理,明晰了筒型基础气浮拖航动力响应特性。最后,针对单筒多舱筒型基础实际拖航施工中可能出现的破舱情况,进行了某一中舱或边舱破舱的极端情况下的失稳试验设计和调平策略研究,分析了筒型基础由破舱失稳到充气调平新稳态的整个“气垫-水垫-结构”耦合姿态变化过程,结合理论推导和试验结果给出了不同调平策略所需要的各舱气水比,并针对调平后的筒型基础再次进行了波浪拖航可行性试验,研究了气浮筒型基础新稳态下的波浪运动响应,重点分析了中舱失效筒型基础与带分舱筒型基础的波浪运动响应差异,验证了筒型基础由破舱失稳到充气调平新稳态再到调平后进行波浪拖航的可操作性。
王大伟[4](2019)在《长江上游船舶运输组织特征分析与优化研究》文中进行了进一步梳理近年来,长江流域社会经济发展迅速,长江水路货运量高速增长,长江上游船舶运输需求也在不断增长。长江上游控制河段较多、三峡船闸通过能力不足与不断增长的船舶运输需求之间的矛盾已逐步显现,如何更加准确地评估船舶运输需求,优化船舶运输组织方式,如何使船舶运输系统朝着效益最大化的方向发展,这是港口航道部门亟需解决的问题。本文的主要研究内容如下:为应对长江上游不断增多的水路货运量和频发的船舶拥堵问题,本文探讨了长江上游船舶运输组织现状,首先分析长江上游港口及航道水运条件,长江流域航道等级呈现上游等级偏低而下游等级较高,而同时近年来长江上游社会经济高速发展使其逐步由货物的输出地演变为聚集地;上游重要港口如宜宾、泸州和重庆等虽然发展迅速,其水路运输竞争力并不明显。船舶运输组织系统特征主要从港口及航道、运输船型、船舶流量和货物结构五个方面进行分析,这些因素共同决定船舶运输组织系统的规模和效率。通过分析长江经济带社会经济,检验社会经济、交通运输体系与船舶运输的相关关系,在此基础上建立基于经济需求驱动的水运量预测模型,预测长江上游水运量,同时对长江上游船型发展及船舶流量进行预测,为下文船舶运输组织优化模型建立奠定理论基础和数据依据。通过建立数学优化模型优选最佳运输方式和船型,以成本因素评价船型的营运性能,使目标函数达到最小值的船舶组织方案就是研究期内的最优方案。分别以集装箱船和干散货船进行案例计算分析,计算出船型优化结果和组织方式优化结果,并对优化结果进行了不确定性和敏感性分析。将以上分析结果和建立的优化模型应用到长江上游论证船舶运输组织方案。结合长江上游船型尺度分析和船型经济效益论证,分析得到推荐的运输组织和船型方案。
于苏楠[5](2018)在《带球鼻艏船舶阻力计算及与实测数据的对比》文中进行了进一步梳理船舶阻力的研究一直都是学者们关注的热点问题,目前,存在很多CFD商业软件可用于研究船舶阻力,如何选择合适的软件对船舶阻力进行快速高效准确的预报及方案优选是不可忽视的问题。本文以一种带球鼻艏的方尾型船模作为研究对象,利用拖曳水池测量了其在9个航速下的阻力值,同时分别采用ANSYS CFX和SHIPFLOW两种商业软件,对本文船模进行相应的阻力数值模拟计算,并将数值模拟值与实测阻力值进行对比,从不同方面研究了两种软件之间的差异与共同点,对比两者的优劣势。本文回顾了研究船舶阻力的三种基本方法,总结了国内外船舶阻力研究的发展现状。对船体阻力的形成原因和种类进行了理论研究。介绍了船模实验的原理,以Vienna Model Basin Ltd.的拖曳水池作为实验平台,对船模进行敞水实验、阻力实验及自航实验等,并记录下不同航速下船模的阻力值。选用两种软件对船模阻力进行数值模拟,首先通过网格生成软件POINTWISE对船体的表面网格及长方体流体计算域进行结构网格的划分,将生成的网格导入ANSYS CFX中进行仿真计算,利用VOF法捕捉自由液面,获得不同弗劳德数(即船速)下船模的阻力值。从而对比分析了数值模拟的阻力值和模型实测值,同时也得到一系列直观的流场云图。其次采用另一种数值模拟软件SHIPFLOW对本文船模进行阻力计算,利用势流和粘流相结合的ZONAL法计算阻力,设置各个命令模块的命令参数,得到船模的总阻力系数和摩擦阻力系数等。经1957-ITTC公式计算,求出船模的摩擦阻力系数理论估算值,并与SHIPFLOW计算值进行对比分析。同样,将模拟的总阻力数据和实测阻力数据进行对比分析。最后,通过总阻力计算结果的准确性、流场细节及资源消耗等各个方面对比分析ANSYS CFX和SHIPFLOW两个软件在本案例中的异同及优缺点,对比结果表明:两种商业软件的CFD计算值与实验值总体趋势一致,均能满足船舶阻力预报的工程应用。且在全船速范围内,ANSYS CFX和SHIIFLOW的平均误差依次为:0.9%和7.3%,前者的计算精度及应用领域高于后者,后者的计算效率及前处理操作优于前者,两者都能较好的捕捉流场细节。
王彬[6](2017)在《柴油机实时仿真技术在大型船舶推进系统中的应用研究》文中研究说明近年来,随着现代化船舶的不断发展,推进系统对动力性、经济性和安全性提出了更高的要求。为满足各方面的要求,有必要对推进系统在各个工况下的稳态性能、动态性能及船-机-桨匹配进行研究。随着仿真技术的发展,利用推进系统模型进行仿真分析己经成为推进系统性能分析、设计、优化的重要方式。另外,在推进系统模型基础上,可以开发在线监测系统、故障诊断系统、轮机模拟器、实船训练系统等。对于推进系统模型用于推进系统设计、优化而言,只要达到分析目的即可,并不强调仿真实时性。但是,如果在推进系统模型的基础上,继续开发各种实用型实时系统,对仿真实时性具有很高的要求。如何满足实时性要求一直是系统开发中的重要问题。因此,有必要建立推进系统仿真模型,并研究其仿真实时性。本文要对推进系统的性能进行仿真研究,属于分析仿真,并不强调实时性,因此,推进系统模型中,柴油机模型选择精度高的曲轴转角模型。在MATLAB/SIMULINK仿真环境中,首先建立了推进系统模型,包括柴油机、减速箱、螺旋桨、船体阻力、调速器、轴系转动平衡和船体平动平衡等模块。其中,建立柴油机模型时,考虑了进出气阀时气体的流动状态、气体组分及属性参数变化、散热损失等方面。将建立的曲轴转角模型应用于7.6万吨半潜船推进系统,研究了推进系统在设计工况下的稳态性能和船舶加速、船舶阻力突变及螺距比变化等过渡工况下的动态性能。并通过柴油机实验数据及参考文献数据,验证了推进系统模型的准确性。虽然曲轴转角模型精度高,但是其仿真速度过慢。因此,结合曲轴转角模型和神经网络模型的特点,本文提出了一种基于曲轴转角模型的柴油机神经网络模型,并将柴油机神经网络模型应用于推进系统,研究了阻力特性变化、螺距比变化对推进系统性能的影响,并分析了半潜船的船-机-桨匹配状况。通过对比各种模型发现,基于曲轴转角模型的柴油机神经网络模型仿真速度快,而且精度高、参数信息全面,可以应用于推进系统性能和船-机-桨匹配研究。另外,在一定意义上,该模型仿真速度较快,增加了实时仿真的可能性,为进一步开发各种实用型实时仿真系统奠定了基础。
骆行有[7](2017)在《武汉—舟山江海直达汽车滚装船型论证研究》文中研究表明中国已连续多年成为世界最大的汽车产销国家,汽车沿海和长江水路运输市场繁荣。当前的汽车滚装运输需要在宁波——舟山地区、上海——洋山地区进行海船转江船或江船转海船转运,其“三程”转运方式存在车辆损坏、船舶安全、转运周期长、成本高、运输效率低和港口拥挤等问题。因此市场需要江海直达汽车滚装船型,进行直达滚装运输,江海直达汽车滚装船比一般船型需要额外考虑的是江海直达问题和滚装问题,即内河至海洋耐波性问题和车辆滚装系固问题,是一种新船型,且在当前的船型论证中,对船型耐波性和车辆系固的考虑极少,所以需要进行研究与论证,得到新的满足法规和规范以及江海直达通航技术要求的船型。文章采用网格法和层次分析法对江海直达汽车滚装船型进行了综合论证,在论证中考虑了船型的耐波性、车辆系固安全性和经济性等参数,在一般的船型综合评价指标体系中加入了耐波性和车辆系固安全性评价指标,对该船型综合评价论证,其中船型的耐波性指标采用数值模拟的方法研究了船型在海洋波浪环境中的耐波性能,车辆系固安全性指标采用理论分析、数值计算和试验的方法研究了运动状态下车辆系固计算与安全评估问题。根据以上研究方法,对武汉——舟山的江海直达通航环境限制要求以及滚装船型特点要求分析,得到发展江海直达滚装船型的关键问题和关键论证要素,对尺度船型进行波浪中运动数值模拟分析,研究船型在风浪环境下的运动响应,建立船舶尺度要素与耐波性之间的关系,由船舶的运动响应进行运动下滚装车辆的安全系固计算与分析,建立滚装船型车辆系固的最小系固拉力与船型尺度的关系,将船舶耐波性数值模拟计算模型和车辆安全系固计算模型分别引入船型论证的耐波性评价指标和车辆系固安全指标,建立江海直达汽车滚装船综合评价指标体系。在约束条件下,选取合适的船型参数,最终论证了满足市场要求和江海直达通航环境要求的耐波性、系固安全性和经济性综合性能优良的船型,优秀船型船长范围在135—145m,船宽范围在24—26m,吃水范围在3.7—4.3m。最后提出发展江海直达汽车滚装船的建议,优秀船型可供市场选择,其江海直达汽车滚装船的论证研究方法也有一定的参考价值。
李安国[8](2016)在《风帆助航船风帆系统设计及产业化系列研究》文中研究表明近年来,世界节能环保浪潮高涨,航运业正处于巨大变革的当口。传统航运业正背负着日渐枯竭的能源、逐渐增大的环保舆论压力及日趋严苛的国际法规这“三座大山”。航运业亟需寻找到清洁可再生资源丰富的新能源以缓解当前困局。由于风能具有储量丰富、获取方便的特点,因此目前国内外对利用风能推进的风帆助航船的研究也越发活跃。本文在对现有风帆样式、空气动力性能、适用船型、安装形式等进行了系统分析的基础上设计了典型风帆助航船方案,之后以该船为研究对象,进行风帆系统设计研究并借鉴模块化、设计化设计思想对风帆系统的市场化设计进行了探索性研究,为风帆的市场化工程化设计提供一定借鉴。首先,基于现有各主流风帆样式及气动资料的对比分析,设计适合市场化的风帆帆型及风帆参数。分析风帆助航船船型选择原则并在国际主流船型中甄选风帆助航适用船型,进行典型风帆助航船方案设计。其次,根据典型风帆助航船的设计方案,参考船用起重器、挖掘机等重型复杂设备的设计思路,使用规范或有限元数值分析等方法进行典型风帆助航船的风帆系统设计,包括风翼结构设计、风帆回转驱动设计、风帆收放设计以及智能风帆控制设计。再次,结合已有风帆设计实例、典型航线上风力风向等资料,对船舶加帆后的动静稳性及在长时间工作情况时在复杂风向、风速情况下综合效能计算进行了分析并开展了实力计算,根据其结果对风帆在长时间复杂情况下的经济及环保效益进行了预报。最后,借鉴模块化、系列化设计思想开展了风帆市场化设计探索—风帆产业化系列设计研究。分析风帆助航典型适用船型的特点,设计了多型适用面较广的风帆系统并就标准风帆系统选型方法进行了介绍。
王金强,于凯,马学文[9](2015)在《基于CFD的碟形深潜器阻力性能数值计算分析》文中研究表明碟形深潜器水动力性能的预报对于其外形的优化至关重要,传统的研究方法主要有有理论方法、试验方法和数值模拟。众所周知,试验方法一直是碟形潜器研究的主要方法,而随着计算机技术的快速发展,以流体力学为基础的CFD方法也逐渐成为一种重要方法,与传统方法相比,CFD方法则更加灵活和经济。为了更加简便准确的预报碟形潜器的水动力性能,本论文将采用CFD的方法对碟形深潜器直航和斜航时的阻力性能进行数值计算分析,并与模型水池实验与理论计算结果相比较得出CFD技术模拟的结果是合理的,表明CFD技术可以在碟形潜器的水动力性能研究中发挥重要作用。
肖丹[10](2014)在《基于CFD的船舶阻力性能研究》文中指出船舶阻力的预报对于提高船体快速性至关重要,主要研究方法有理论方法、试验方法和数值模拟。为了准确的预报船体的阻力,本论文采用试验方法和数值模拟相结合的方式,众所周知,船模试验一直是船舶快速性研究的主要方法,而随着计算机技术的快速发展,以流体力学为基础的CFD方法也逐渐成为一种重要方法,与传统方法相比,CFD方法则更加灵活和经济。本文以Wigley船为例,先通过试验方法分析了其在不同航速时所受到的阻力,后应用CFD商业软件对其进行数值模拟,就水动力性能进行了分析。首先,进行了船模试验。在试验水池进行了船模阻力试验,得到了不同航速下的船体总阻力,并应用1957ITTC公式计算出相应傅汝德数下的摩擦阻力,再根据1978ITTC法计算出相应的兴波阻力以及形状因子。其次,基于CFD方法对Wigley船的叠模绕流场进行了数值模拟,获得了不同傅汝德数下的粘性阻力,并与理论方法的计算结果相比较,验证了CFD方法的可靠性,同时也分析了不同湍流模型对计算精度的影响。再次,基于CFD方法对含自由面Wigley船的理想流场进行了数值模拟,采用VOF法捕捉自由面处的流动细节,得出不同傅汝德数下的兴波阻力,同时提出CFD计算的间接方法,即理想流体条件下的兴波阻力与叠模粘性阻力合并成船舶总阻力。最后,基于CFD方法对含自由面Wigley船的粘性流场进行数值模拟,得到不同傅汝德数下的摩擦阻力、压阻力,并与CFD间接计算方法作对比,证实间接方法的可靠性。
二、2500车滚装船阻力性能试验与计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、2500车滚装船阻力性能试验与计算(论文提纲范文)
(1)基于CFD的游艇流体力学仿真及艇身造型优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.2 船舶造型优化方法的国内外研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
1.4 本论文的结构安排 |
第二章 游艇流体力学仿真分析 |
2.1 理论基础 |
2.1.1 流体力学理论基础 |
2.1.2 计算流体力学理论基础 |
2.2 阻力分析 |
2.3 建立有限元仿真模型 |
2.3.1 游艇几何模型的建立 |
2.3.2 计算域的确定和网格划分 |
2.4 有限元仿真分析 |
2.4.1 边界条件的设置 |
2.4.2 常规工况下仿真结果分析 |
2.4.3 不同傅汝德数下仿真结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 建立游艇艇身造型优化模型 |
3.1 优化流程概述 |
3.2 自由变形技术 |
3.3 游艇变形控制点的选取与试验设计 |
3.3.1 控制点的选取 |
3.3.2 数值试验设计 |
3.4 游艇变形及逆向建模 |
3.4.1 游艇变形 |
3.4.2 逆向建模 |
3.5 建立优化代理模型 |
3.5.1 建立优化目标函数 |
3.5.2 传统代理模型 |
3.5.3 机器学习方法 |
3.6 遗传算法 |
3.7 本章小结 |
第四章 游艇造型优化 |
4.1 训练数据的采集与分析 |
4.1.1 训练数据的采集 |
4.1.2 样本数据的可视化与分析 |
4.2 基于二次响应面优化结果 |
4.3 基于集成学习优化结果 |
4.3.1 基学习器的选择 |
4.3.2 次级学习器的选择 |
4.3.3 优化结果 |
4.4 最终优化结果分析 |
4.5 本章小节 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 创新总结 |
5.3 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(2)长江1000车滚装船EEDI验证分析(论文提纲范文)
1 验证船舶主要信息 |
2 实船航速功率预报 |
2.1 实船有效功率曲线 |
2.2 螺旋桨实桨敞水性能 |
2.3 实船航速功率计算 |
3 实船测试验证 |
3.1 测试流程及状态 |
3.2 测试结果分析 |
4 EEDI计算与评估 |
4.1 Attained EEDI计算 |
4.2 EEDI评价 |
5 结论 |
(3)筒型基础气浮拖航过程气-液-固耦合机理及浮运特性试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第 1 章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 筒型基础研究现状 |
1.2.2 气浮结构研究现状 |
1.2.3 拖航稳性研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 气浮筒型基础气-液-固耦合动力学理论分析 |
2.1 气浮筒型基础稳性分析 |
2.1.1 正浮态稳性分析 |
2.1.2 小倾角稳性分析 |
2.1.3 大倾角稳性分析 |
2.2 气浮筒型基础刚度系数分析 |
2.2.1 气浮筒型基础垂荡刚度 |
2.2.2 气浮筒型基础摇摆刚度 |
2.3 气浮筒型基础运动响应分析 |
2.3.1 一般运动方程 |
2.3.2 气浮筒型基础垂荡运动 |
2.3.3 气浮筒型基础摇摆运动 |
2.4 气浮筒型基础波浪荷载分析 |
2.4.1 莫里森公式 |
2.4.2 弗劳德-克雷洛夫力 |
2.4.3 绕射/辐射理论 |
2.5 随机波理论 |
2.5.1 谱分析基础 |
2.5.2 随机波谱密度公式 |
2.6 小结 |
第3章 波流联合作用下的气浮筒型基础运动响应分析 |
3.1 气浮筒型基础稳性计算 |
3.1.1 下沉过程与折减系数 |
3.1.2 临界漏气角 |
3.1.3 风荷载及风倾力矩 |
3.1.4 浮态计算 |
3.2 气浮筒型基础波浪运动响应 |
3.2.1 建模概述 |
3.2.2 小倾角稳性计算 |
3.2.3 静水拖航计算 |
3.2.4 规则波下的运动响应 |
3.2.5 不规则波下的运动响应 |
3.2.6 波流耦合作用 |
3.3 气垫组合分析及气舱失效运动响应 |
3.3.1 气垫组合及刚度分析 |
3.3.2 不同气垫组合的运动响应分析 |
3.3.3 气舱失效模式分析 |
3.3.4 边舱失效调平后的运动响应分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 气浮筒型基础静水拖航阻力及遮蔽效应分析 |
4.1 模型设计 |
4.1.1 相似理论 |
4.1.2 模型制作 |
4.1.3 试验组次 |
4.2 静稳性分析 |
4.2.1 摇摆固有周期 |
4.2.2 垂荡固有周期 |
4.3 静水拖航试验结果分析 |
4.3.1 拖航倾角 |
4.3.2 气压力 |
4.3.3 拖缆力 |
4.4 拖航数值模拟研究 |
4.4.1 数值模型及边界条件 |
4.4.2 流场分析 |
4.4.3 压力分析 |
4.5 多个气浮基础拖航遮蔽效应分析 |
4.5.1 多个基础拖航试验及数值计算 |
4.5.2 多个基础拖航遮蔽效应影响 |
4.5.3 串联拖航数量影响 |
4.5.4 拖航阻力计算 |
4.6 本章小结 |
第5章 气浮筒型基础波浪拖航运动响应试验研究 |
5.1 模型设计 |
5.2 波浪作用下的稳性分析 |
5.2.1 摇摆固有周期 |
5.2.2 垂荡固有周期 |
5.2.3 幅频响应分析 |
5.3 波浪作用下的拖航运动响应分析 |
5.3.1 运动响应时程分析 |
5.3.2 航速对运动响应的影响 |
5.3.3 波浪要素对运动响应的影响 |
5.3.4 不规则波对运动响应的影响 |
5.4 实浮结构波浪运动响应试验 |
5.4.1 实浮结构稳性分析 |
5.4.2 实浮结构波浪运动响应 |
5.5 本章小结 |
第6章 气浮筒型基础气舱失效分析 |
6.1 气舱失效设计及调控方法 |
6.2 气舱失效及调控过程分析 |
6.2.1 边舱失效模式一(破1号舱调2号6号舱) |
6.2.2 边舱失效模式二(破6号舱调1号5号舱) |
6.2.3 边舱失效模式三(破5号舱调4号6号舱) |
6.2.4 中舱失效模式(破7号舱) |
6.3 边舱失效及调控后的波浪稳性分析 |
6.4 中舱失效及调控后的波浪运动响应分析 |
6.4.1 中舱失效稳性分析 |
6.4.2 中舱失效波浪运动响应 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 本文创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(4)长江上游船舶运输组织特征分析与优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 水路运输需求预测 |
1.2.2 优化方法 |
1.2.3 船舶运输组织方案 |
1.2.4 研究现状小结 |
1.3 研究内容和技术路线 |
第二章 长江上游船舶运输现状与特征分析 |
2.1 长江上游水运条件现状 |
2.1.1 航道条件 |
2.1.2 港口现状 |
2.2 长江上游船舶运输发展特征分析 |
2.2.1 运输船型 |
2.2.2 船舶流量 |
2.2.3 船舶数量 |
2.2.4 船舶吨位 |
2.2.5 三峡过闸船型 |
2.2.6 三峡过闸货物结构 |
2.3 本章小结 |
第三章 长江上游船舶运输需求分析 |
3.1 长江经济带社会经济现状 |
3.1.1 经济发展概况 |
3.1.2 经济实力不断增强 |
3.1.3 产业结构转型升级 |
3.1.4 城镇化率不断提升 |
3.1.5 对外开放程度提高 |
3.2 长江上游水运量预测 |
3.2.1 预测依据及思路 |
3.2.2 长江上游水运量预测 |
3.2.3 重庆市水运量需求预测 |
3.3 长江上游船型预测 |
3.4 长江上游船舶流量预测 |
3.4.1 船舶现状分析 |
3.4.2 船舶流量预测 |
3.5 本章小结 |
第四章 船舶运输组织优化模型构建 |
4.1 基于单位营运成本的优化模型构建 |
4.1.1 优化方法与思路 |
4.1.2 营运成本计算 |
4.1.3 船型优化模型 |
4.1.4 组织方式优化模型 |
4.2 集装箱船案例分析 |
4.2.1 方案主要参数 |
4.2.2 船型优化结果 |
4.2.3 组织方式优化结果 |
4.2.4 结果分析 |
4.3 干散货船案例分析 |
4.3.1 方案主要参数 |
4.3.2 船型优化结果 |
4.3.3 组织方式优化结果 |
4.3.4 结果分析 |
4.4 不确定性与敏感性分析 |
4.4.1 不确定营运环境中的衡准指标 |
4.4.2 敏感性分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 船舶运输组织优化方案在长江上游的应用 |
5.1 主要船舶运输货类 |
5.2 运输组织及船型论证 |
5.2.1 航线选择 |
5.2.2 运输组织方案 |
5.2.3 船型方案 |
5.2.4 论证结果 |
5.3 推荐运输组织和船型 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)带球鼻艏船舶阻力计算及与实测数据的对比(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 船舶阻力研究方法 |
1.2.1 理论研究方法 |
1.2.2 船模实验方法 |
1.2.3 数值模拟方法 |
1.3 船舶阻力研究发展现状 |
1.3.1 国外研究发展现状 |
1.3.2 国内研究发展现状 |
1.3.3 常用的CFD商业软件 |
1.4 本文主要工作 |
第二章 船舶阻力与船模实验 |
2.1 阻力基本概念 |
2.1.1 船体阻力成因 |
2.1.2 船舶阻力分类方法 |
2.2 船模实验 |
2.2.1 实验对象 |
2.2.2 实验平台简介 |
2.2.3 实验描述 |
2.3 实验数据及结果 |
2.4 本章小结 |
第三章 CFX数值模拟船模阻力 |
3.1 CFD概述 |
3.2 CFD控制方程 |
3.2.1 质量守恒方程 |
3.2.2 动量守恒方程 |
3.2.3 能量守恒方程 |
3.3 湍流模型 |
3.3.1 k-?模型 |
3.3.2 k-ω模型 |
3.3.3 SST模型 |
3.4 网格划分介绍 |
3.4.1 网格类型 |
3.4.2 网格分块技术 |
3.4.3 网格生成软件POINTWISE |
3.5 船体表面网格及计算域的网格生成 |
3.5.1 船体表面网格的生成 |
3.5.2 计算域网格的生成 |
3.5.3 边界层网格设置 |
3.5.4 网格质量检测 |
3.6 自由液面VOF模拟 |
3.7 CFX前处理模拟过程 |
3.7.1 生成计算域 |
3.7.2 边界条件及初始条件的设定 |
3.7.3 求解器设置 |
3.8 计算结果分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 SHIPFLOW数值模拟船模阻力 |
4.1 SHIPFLOW简介 |
4.2 ZONAL法原理 |
4.3 网格生成与数值模拟 |
4.4 计算结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 CFX与SHIPFLOW结果对比分析 |
5.1 总阻力计算结果对比分析 |
5.2 流场细节对比分析 |
5.2.1 船体表面气液分布及船首波形情况分析 |
5.2.2 船首压力分布情况分析 |
5.2.3 自由液面分布情况分析 |
5.3 优缺点对比分析 |
5.3.1 CFX优缺点 |
5.3.2 SHIPFLOW优缺点 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)柴油机实时仿真技术在大型船舶推进系统中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外发展现状 |
1.2.1 推进系统国内外发展现状 |
1.2.2 推进系统仿真模型国内外研究现状 |
1.3 柴油机建模国内外研究现状 |
1.4 本文的主要工作 |
第2章 基于曲轴转角模型的推进系统仿真 |
2.1 柴油机单缸模型 |
2.1.1 缸内过程模型 |
2.1.2 换气过程模型 |
2.1.3 曲柄连杆动力学模型 |
2.2 柴油机多缸模型 |
2.3 调速器模型 |
2.4 螺旋桨模型 |
2.5 船舶阻力模型 |
2.6 轴系转动与船体平动动力学模型 |
2.6.1 轴系转动平衡模型 |
2.6.2 船体平动平衡模型 |
2.7 船舶推进系统模型 |
2.8 推进系统模型仿真算法选择与初始化 |
2.9 本章小结 |
第3章 大型半潜船推进系统动态仿真研究 |
3.1 半潜船及其推进系统简介 |
3.2 推进系统稳定工况性能分析 |
3.3 推进系统过渡工况性能分析 |
3.4 推进系统仿真模型验证 |
3.4.1 实验目的与原理 |
3.4.2 实验测试系统组成 |
3.4.3 实验步骤 |
3.4.4 柴油机模型验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于曲轴转角模型的柴油机神经网络模型研究 |
4.1 神经网络基础理论 |
4.1.1 人工神经网络 |
4.1.2 BP神经网络 |
4.2 BP神经网络模型建立 |
4.2.1 训练样本和测试样本的选取 |
4.2.2 输入层和输出层的设计 |
4.2.3 隐含层数和隐含层节点数的确定 |
4.2.4 输入数据的归一化与输出数据的反归一化 |
4.2.5 仿真结果 |
4.3 本章小结 |
第5章 推进系统稳态分析及仿真实时性研究 |
5.1 不同航行工况下推进系统的稳态性能研究 |
5.1.1 阻力特性变化对推进系统性能的影响 |
5.1.2 螺距比变化对推进系统性能的影响 |
5.2 半潜船推进系统船-机-桨匹配分析 |
5.2.1 设计工况下的船-机-桨稳态配合特性分析 |
5.2.2 非设计工况下的船-机-桨稳态配合特性分析 |
5.3 仿真实时性研究 |
5.3.1 实时仿真的研究意义 |
5.3.2 实时仿真的研究现状 |
5.3.3 仿真实时性的定义 |
5.3.4 神经网络模型实时性分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(7)武汉—舟山江海直达汽车滚装船型论证研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外江海直达和汽车滚装船型研究现状 |
1.3.2 国内江海直达和汽车滚装船型研究现状 |
1.3.3 江海直达船型论证方法研究现状 |
1.3.4 江海直达汽车滚装运输市场现状与需求 |
1.3.5 江海直达汽车滚装船型发展问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究技术路线 |
第2章 武汉—舟山江海直达滚装船船型论证关键问题研究 |
2.1 武汉—舟山江海直达通航环境条件分析 |
2.1.1 海洋航运环境分析 |
2.1.2 内河长江航运环境分析 |
2.2 汽车滚装船型技术特点分析 |
2.2.1 汽车滚装船舶主尺度特点 |
2.2.2 汽车滚装船舶总布置特点 |
2.2.3 汽车滚装船舶型线特点 |
2.2.4 江海直达汽车滚装船舶技术要点分析 |
2.3 江海直达汽车滚装船关键论证要素 |
2.4 江海直达汽车滚装船型论证新思路 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于AQWA的江海直达汽车滚装船耐波性计算 |
3.1 波浪中船舶运动模型与耐波性分析理论 |
3.2 基于AQWA的船舶耐波性计算方法 |
3.3 基于AQWA的船舶耐波性计算实例验证 |
3.4 计算船舶和各参量计算 |
3.4.1 计算船舶 |
3.4.2 船舶重量重心和惯性矩计算 |
3.4.3 波浪参数 |
3.4.4 横摇阻尼估算 |
3.5 基于AQWA的江海直达汽车滚装船耐波性计算 |
3.6 计算结果分析 |
3.7 江海直达汽车滚装船耐波性评价指标模型 |
3.8 本章小结 |
第4章 波浪运动下滚装船车辆系固计算探究 |
4.1 滚装船车辆安全系固方法与理论 |
4.2 车辆系固计算中的参数计算 |
4.2.1 船舶运动幅值及加速度 |
4.2.2 计算风压 |
4.2.3 摩擦系数 |
4.3 运动下江海直达汽车滚装船型车辆系固力计算 |
4.4 车辆系固力计算验证 |
4.5 江海直达汽车滚装船车辆系固安全性评价指标模型 |
4.6 本章小结 |
第5章 武汉—舟山江海直达汽车滚装船综合论证 |
5.1 论证参数选取 |
5.2 约束条件 |
5.2.1 航运环境约束 |
5.2.2 法规和规范的约束 |
5.2.3 浮力平衡约束 |
5.3 综合评价模型 |
5.4 综合评价方法 |
5.5 论证结果分析 |
5.6 江海直达汽车滚装船型发展建议 |
5.7 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研课题 |
参考文献 |
(8)风帆助航船风帆系统设计及产业化系列研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 序论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 本文主要研究内容及意义 |
1.4 本文创新性工作 |
第二章 风帆助航船概念研究 |
2.1 风帆介绍及选型 |
2.1.1 矩形翼帆 |
2.1.2 襟翼帆 |
2.1.3 Dynarig型帆 |
2.1.4 动力帆 |
2.1.5 天帆 |
2.2 风帆空气动力特性及翼型参数选择 |
2.2.1 风帆空气动力特性 |
2.2.2 翼型参数分析 |
2.3 典型风帆助航船设计方案 |
2.3.1 风帆助航船典型船舶选型 |
2.3.2 风帆设计方案主体参数 |
2.4 本章小结 |
第三章 风帆助航船风帆系统研究 |
3.1 风帆系统概述 |
3.2 风帆系统外载荷分析及结构设计要求 |
3.2.1 风帆系统载荷分析 |
3.2.2 结构强度设计 |
3.3 桅杆设计与回转支承选型研究 |
3.3.1 桅杆受力简化 |
3.3.2 桅杆受力计算 |
3.3.3 桅杆设计 |
3.3.4 回转支承介绍 |
3.3.5 回转支承选型计算 |
3.4 风帆系统三维建模 |
3.4.1 建模介绍 |
3.4.2 风帆系统主要构件实体模型建立及分析 |
3.4.3 整机模型 |
3.5 关键零部件力学分析 |
3.5.1 有限元方法及软件介绍 |
3.5.2 风帆横梁 |
3.5.3 连接法兰 |
3.5.4 上回转支承座 |
3.6 风帆回转驱动设计 |
3.6.1 回转驱动载荷计算 |
3.6.2 回转驱动零部件选型 |
3.7 风帆收放功能设计 |
3.7.1 风帆收放原理 |
3.7.2 风帆收放力学分析 |
3.7.3 风帆收放元件设计计算 |
3.8 智能风帆控制研究 |
3.8.1 风帆船舶航行模式 |
3.8.2 风帆助航控制系统原理 |
3.8.3 控制系统结构设计 |
3.8.4 控制系统软件 |
3.9 本章小结 |
第四章 风帆助航船综合性能分析 |
4.1 船舶安全性分析 |
4.1.1 稳性校核规范 |
4.1.2 横倾力臂及横摇角的计算 |
4.1.3 动静稳性曲线的修正及稳性校核 |
4.2 风帆综合经济效益分析 |
4.2.1 风帆节省功率预报 |
4.2.2 风帆节省功率典型计算 |
4.3 风帆环保效益分析 |
4.3.1 减少气体排放 |
4.3.2 EEDI分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 风帆产业化系列研究 |
5.1 模块化系列化设计理论 |
5.1.1 模块化设计 |
5.1.2 系列化设计 |
5.1.3 风帆模块化系列布局设计构思 |
5.2 船舶特点分析 |
5.2.1 散货船 |
5.2.2 油船 |
5.2.3 客船 |
5.3 风帆模块化系列布局设计研究 |
5.3.1 帆翼模块 |
5.3.2 回转模块 |
5.3.3 收放模块 |
5.3.4 产业化风帆选型流程 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附件 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(10)基于CFD的船舶阻力性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究概况和进展 |
1.2.1 阻力研究方法概况 |
1.2.2 数值模拟发展历程 |
1.3 论文主要工作 |
2 基于船模试验的阻力求解方法 |
2.1 船舶阻力 |
2.1.1 船舶阻力的成因 |
2.1.2 船舶阻力的分类 |
2.2 船模试验 |
2.2.1 船模试验池 |
2.2.2 阻力换算方法 |
2.3 实验结果 |
2.4 本章小结 |
3 计算流体力学基本原理 |
3.1 概述 |
3.2 CFD的求解流程 |
3.3 CFD的控制方程 |
3.3.1 控制方程 |
3.3.2 控制方程的深化 |
3.4 CFD软件 |
3.4.1 前处理器 |
3.4.2 求解器 |
3.4.3 后处理器 |
3.4.4 商业CFD软件 |
3.5 有限体积法 |
3.5.1 有限体积的网格 |
3.5.2 有限体积法的求解过程 |
3.5.3 离散格式 |
3.5.4 离散方法 |
3.5.5 湍流模型 |
3.5.6 边界条件 |
3.5.7 自由液面的模拟 |
3.6 本章小结 |
4 叠模的数值模拟 |
4.1 概述 |
4.1.1 前处理阶段 |
4.1.2 Fluent计算阶段 |
4.1.3 后处理阶段 |
4.2 计算模型 |
4.2.1 建模 |
4.2.2 计算域的选取 |
4.2.3 划分网格 |
4.2.4 定义边界条件 |
4.3 Fluent计算 |
4.3.1 网格的检查 |
4.3.2 设定边界条件 |
4.3.3 设定控制方式 |
4.3.4 设置监视器 |
4.4 计算分析 |
4.4.1 CFD计算结果 |
4.4.2 理论方法计算结果 |
4.4.3 结果对比 |
4.4.4 后处理 |
4.5 本章小结 |
5 绕含自由面船体的数值模拟 |
5.1 概述 |
5.2 计算模型 |
5.2.1 计算模型的建立 |
5.2.2 计算网格的生成 |
5.2.3 求解过程 |
5.3 计算分析 |
5.3.1 CFD计算结果 |
5.3.2 Michelle积分结果 |
5.3.3 兴波阻力计算结果对比 |
5.4 CFD间接计算 |
5.5 后处理 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
四、2500车滚装船阻力性能试验与计算(论文参考文献)
- [1]基于CFD的游艇流体力学仿真及艇身造型优化研究[D]. 杨潇. 电子科技大学, 2020(07)
- [2]长江1000车滚装船EEDI验证分析[J]. 高景,赵丙乾. 船海工程, 2019(06)
- [3]筒型基础气浮拖航过程气-液-固耦合机理及浮运特性试验研究[D]. 赵荥. 天津大学, 2019(01)
- [4]长江上游船舶运输组织特征分析与优化研究[D]. 王大伟. 重庆交通大学, 2019(06)
- [5]带球鼻艏船舶阻力计算及与实测数据的对比[D]. 于苏楠. 杭州电子科技大学, 2018(01)
- [6]柴油机实时仿真技术在大型船舶推进系统中的应用研究[D]. 王彬. 哈尔滨工程大学, 2017(05)
- [7]武汉—舟山江海直达汽车滚装船型论证研究[D]. 骆行有. 武汉理工大学, 2017(02)
- [8]风帆助航船风帆系统设计及产业化系列研究[D]. 李安国. 上海交通大学, 2016(03)
- [9]基于CFD的碟形深潜器阻力性能数值计算分析[J]. 王金强,于凯,马学文. 中国水运(下半月), 2015(04)
- [10]基于CFD的船舶阻力性能研究[D]. 肖丹. 大连理工大学, 2014(07)