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研究成果

作者:网站管理员 来源:本站原创 日期:2014/1/3 15:00:19 点击:3861 属于:船舶流体性能研究

吊舱推进技术研究

    在国内率先研制成功两套吊舱动力仪,并开展了相应的试验研究工作,成功应用在某海洋工程船等多项船模试验服务。目前已完全具备吊舱动力仪各子系统的研发能力,拥有近十套吊舱动力仪,可进行紧凑型舵桨、拉式/推式/对转式吊舱推进器等多种全回转推进器的水动力性能试验及预报技术服务。

 

 

动力定位技术研究

    在上世纪80年代就开展动力定位技术研究,在动力定位技术方面有着较强的实力,人工神经网络技术在船舶动力定位的应用曾获中国船舶工业总公司科学技术进步二等奖。近年来的研究工作主要有动力定位能力评估预报、控制算法、推力优化分配方法、动力定位数值仿真技术,以及动力定位系统工程样机的研发,并提供动力定位技术咨询等。

 

 

精细流场测试技术研究

    建立了基于HWA、LDA的空间流场细观测量技术及分析方法,形成了船舶模型周围涡量场、推进器盘面伴流场及时空湍流积分长度的定量测试能力;并结合开发应用大面积高精度快速压力扫描、MEMS表面应力精细测试等技术,构建针对船舶复杂流动研究的全方位系统的联合测试分析手段,为船型优化与快速性、安静性设计及CFD校核等提供试验数据与技术支撑。

 

 

波浪中的操纵性研究

    建立了一套完整的波浪中操纵性试验和航向稳定性模型试验技术,研究了不同海况或波浪条件对于操纵性能或航向稳定性的影响。基于模型试验研究结果,进一步完善了风浪环境中船舶操纵性理论预报方法。

 

 

 

船型优化技术研究

    经过多年的研究,在船型优化方面积累了丰富的经验。通过对试验中兴波波系的观测及试验数据的分析,对首尾线型进行优化,获得水动力较优的船型。

    同时,在基于CFD的船型优化设计方面开展了大量的先导性工作,突破了船体几何重构技术,开发了单目标、多目标粒子群全局优化算法(MOPSO),构建了基于高精度CFD的船型优化设计框架。研究成果已在实际工程设计中进行了应用。

 

 

肥大型船和集装箱船系列船型操纵性研究

    针对系列船型开展了操纵性系列模型试验研究,总结系列模型试验结果,归纳出系列船型的操纵性预报公式。其结果经60多艘正在运营的油船、散货船和集装箱船的验证,符合性较好。

 

 

新能源利用技术研究

    以大型远洋船舶为应用对象,开展了风帆助推效能评估技术、风帆设计技术、风翼-推进-操纵系统联合控制技术、风帆助推船舶模型试验技术、风帆助推船舶航行性能预报及仿真技术等研究工作。

    以小型化波浪能转换装置及其工程实际应用为目标,开展了小型化波浪能转换装置的概念方案研究。

 

 

 

涡激振动试验技术研究

    长期致力于涡激振动试验技术研究,自主设计开发了一套集自激振动和强迫振动试验于一体的试验装置,试验装置结构简单、合理,并配备了立管的力、运动和尾流场等先进的测量与观测设备。

 

 

系泊系统模型试验技术研究

    CSSRC已经开发了系泊系统模拟测试技术。随着海洋工程向深水发展,近几年,逐渐建立了系泊系统截断设计与模拟技术,并且开展了大量的海洋工程模型试验,可以准确地获取并预报平台在各种风浪组合环境条件作用下的运动性能和系泊力。

 

 

 

多船靠绑系统模拟测试技术研究

    针对两船/三船系泊转泊或装卸靠绑作业系统,CSSRC创新开发了系泊缆绳非线性受力模拟与测试方法,碰垫非线性受力模拟与测试方法,系泊缆绳恒张力装置和测试方法,吸盘和抱紧机构模拟与测试方法,以及船船相对运动测试方法。

 

 

液舱晃荡及试验测试技术研究

    通过对不同液舱类型、不同浸深比、不同激励幅度、单自由度与多自由度耦合等情形,进行了大量的试验和计算工作,建立了一套适用于工程实际的计算方法,来预报液舱晃荡产生的冲击载荷,同时,CSSRC对液舱晃荡试验测试技术进行了系统研究。

 

 

海洋环境模拟技术研究

    波浪水池可模拟规则波、长峰不规则波、三维短峰波和自定义波,譬如孤立波、双峰谱波等。而且,CSSRC已经开发了五点浪高仪阵列的三维波测量技术,以及基于最大似然法、最大熵法、贝叶斯法等多种方法的三维波分析技术。

 

 

 

起重(铺管)船预报技术研究

    已经建立了自主知识产权的深水铺管船运动预报方法,并与国际商用软件和模型试验结果相当。同时,也开发了根据作业海域环境来预报铺管船各种状态(起吊、铺管等)下作业率的评估手段。

 

 

新型水下航行体水动力性能研究

    针对海洋开发的需求,CSSRC近年来对新型非回转体型水下航行体,较为系统地开展了快速性、流场、操纵性等的理论与试验研究,建立了主体、操纵面及推力器布局优化设计方法,通过大量数值仿真研究了操纵控制特性,为新型水下航行体设计开发提供了重要技术支撑。

 

 

流声耦合技术研究

    近年来开展了流声耦合技术的基础性研究工作,构建了精细涡旋流场、湍流脉动压力与流激噪声的综合数值模拟框架,建立了物体壁面湍流脉动压力大涡模拟计算方法,建立了用于流激噪声预报的FW-H声学类比、渗流FW-H声学类比与Kirchhoff计算方法,探讨了脉动速度和脉动压力时频域多尺度相关分析技术,突破了粘性流场与声场耦合的建模技术,建立了水下航行体流激噪声计算方法,探讨了主附体结合部马蹄涡与孔腔离散涡的流动发声问题,开展了多算例计算校核,验证了计算方法的工程实用性。

 

 

CFD应用及数值水池技术研究

    经过多年研究,突破了非线性波浪/非线性兴波/船体(艇体)/附体/推进器等相互干扰复杂流场的数值模拟技术,水动力、流场预报精度和精细度达到国际先进水平,满足流场分析、航行性能评估和船型设计优化等全方位工程应用要求,并高密度融入本中心日常科研生产活动。

    同时高度重视船舶CFD中的前沿技术研究,在格子Boltzmann和边界层湍流新模型等方面,开展了大量的研发工作,目前对精细流场的精确模拟能力明显提升。

    在长期的CFD技术及应用研究的基础上,针对新形势下船舶水动力性能评估、设计的需求,本中心的CFD研究团队提出了以“知识封装、高可信度、情景化”为主要技术特征的“数值水池虚拟试验技术系统”,并率先在船舶快速性虚拟试验方面取得突破。

 

 

水下滑翔器

    基于长期在海洋装备开发和流体性能研究的基础上,研发了3种不同型号功能的水下滑翔器样机,在总体技术设计和工程样机研制过程中均有创新和突破。经历大量测试和验证,正在建立和提出陆上联调和海上试验验证等水下滑翔器标准,已逐步形成系列化产品生产能力。

 

 

 

波浪能滑翔器

    通过将波浪能利用与仿生原理相结合,开展波浪能滑翔器水动力性能研究,研发全浪向波浪能滑翔器原理样机,并通过耐波性水池试验测试,测试表明其可完全依靠波浪能在水中进行超长航程的全浪向航行。该波浪能滑翔器可搭载多种海洋探测仪器,为海洋环境开发提供了崭新装备。

 

 

 

减摇水舱开发及效能评估

    减摇水舱结构简单,根据“双共振”原理进行工作,设计较好的减摇水舱减摇效果可达40%-70%,而水舱结构与船舶匹配的优化设计成为提高减摇水舱具有良好减摇性能的关键。

    综合运用势流与粘流方法,建立了船体运动耦合水舱晃荡的数值计算方法;基于六自由度晃荡平台,建立了减摇水舱大尺度模型试验技术;在大型耐波性水池建立了完善的模型试验方法。以上研究成果,形成了减摇水舱减摇效果评估的重要技术手段,满足设计与评估的工程需求。

 

 

船舶第二代稳性技术

    为应对即将生效的IMO第二代完整稳性衡准,在工业和信息化部高技术船舶科研项目“船舶第二代完整稳性衡准技术研究”的支持下,本中心对参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩、瘫船和过度加速度等五种稳性失效模式进行分析和研究,突破第二代完整稳性衡准核心技术。

    第二代完整稳性衡准分别对五种稳性实效模式分为第一层薄弱性衡准、第二层薄弱性衡准和直接稳性评估衡准,针对目前IMO讨论的议案,已开展了参数横摇、纯稳性丧失和瘫船稳性第一、二层薄弱性衡准的软件研制、样船计算和试验验证,其可靠性得到国际认可。

 

 

新船型概念研究

    在开展大量高性能船研究的基础上,近些年来,致力于创新型概念船型研究工作。其中,包括水面高速两栖平台、复合水翼多体船型、波浪能发电船等等。

 

 

船舶EEDI预验证试验测试

    根据国际海事组织(IMO)发布的船舶能效设计指数(EEDI)规范,提供EEDI前期验证的检测服务,包括船舶的敞水、阻力、自航、流线、流场等快速性试验项目检测,以及EEDI的计算以及优化服务等。

 

 

液舱晃荡试验

    各类LNG、LPG等液货舱在不同工况下的强非线性晃荡现象观测以及晃荡载荷试验测试。典型工况包括单自由度规则激励、单自由度随机激励、多自由度规则组合激励、多自由度不规则随机组合激励。

 

 

 

动力定位试验

    近几年,通过开展大量的动力定位试验研究,已经建立了动力定位系统风载和流载测试技术、多桨干扰测试技术和动力定位试验控制技术,开发了试验用的全回转推进装置和槽道式推进装置,形成了动力定位测试能力。

 

 

 

CFD计算评估

    船舶、潜器和两栖车辆阻力、流场(含表面流线)、兴波与自航CFD计算,推进器敞水性能预报与评估,船舶操纵性水动力系数/导数预报,波浪中船舶运动响应与阻力增加预报,船舶与海洋工程风载、流载预报,节能装置节能效果评估等。

 

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