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IMO二代完整稳性:多维耦合机理、智能预报与高精度评估新维度
1
作者 顾民 马宁 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期1-2,共2页
稳性是保证船舶安全航行最主要的基本特性,是船舶设计建造的强制性法定要求。国际海事组织(IMO)于2008年颁布了《2008年国际完整稳性规则》,即第一代完整稳性规则,主要是基于经验背景,根据20世纪中期收集的船舶营运统计和气象衡准制定... 稳性是保证船舶安全航行最主要的基本特性,是船舶设计建造的强制性法定要求。国际海事组织(IMO)于2008年颁布了《2008年国际完整稳性规则》,即第一代完整稳性规则,主要是基于经验背景,根据20世纪中期收集的船舶营运统计和气象衡准制定的规定性规则,是基于船舶静力学理论,以船舶在静水中零速时,横风、横浪作用下的复原力臂曲线参数来描述。但第一代完整稳性规则无法体现船舶类型及其操作和环境条件的多样化,也无法体现现代船舶水动力学研究的新成果。 展开更多
关键词 多维耦合机理 高精度评估 IMO 完整稳性 智能预报
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二代完整稳性直接稳性评估方法的研究现状与展望
2
作者 顾民 储纪龙 +1 位作者 张培杰 卜淑霞 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期3-11,共9页
船舶波浪中完整稳性是航行安全的核心保障,第二代完整稳性衡准(SGISC)的直接稳性评估方法尚未完善,是当前研究热点。旨在系统综述国内外二代完整稳性直接评估的研究进展与关键问题。在方法上,重点梳理参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩... 船舶波浪中完整稳性是航行安全的核心保障,第二代完整稳性衡准(SGISC)的直接稳性评估方法尚未完善,是当前研究热点。旨在系统综述国内外二代完整稳性直接评估的研究进展与关键问题。在方法上,重点梳理参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩、过度加速度、瘫船稳性5种失效模式的数值预报技术(含势流、黏流、黏−势耦合及智能方法),并深入分析3类解决稳性失效稀有性问题的统计外推法(极值理论、临界波群与波集、环境条件外推)。结果表明:势流与黏流方法在多数失效模式预报中已取得显著成果,智能方法与黏−势耦合方法展现出应用潜力,但仍存在智能方法依赖高质量数据,纯稳性丧失和骑浪/横甩的多自由度耦合模型精度不足,桨舵出水模型待完善,全黏流计算成本过高等关键问题。总之,未来评估方法应加强试验数据验证、优化黏流与外推方法结合、探究外推方法适用性、开展更多样船计算及规范智能方法数据库等方向的研究,为第二代完整稳性衡准直接稳性评估技术的工程化应用提供参考。 展开更多
关键词 船舶稳性 第二代完整稳性衡准 直接稳性评估 统计外推方法 数值预报方法 计算流体力学
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基于AHC-PSO-RF代理模型的大型集装箱船参数横摇运动快速预报
3
作者 孙强 谭杰 周耀华 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期104-113,共10页
[目的]针对传统基于水动力学的数值模拟方法计算船舶参数横摇存在计算成本高、操作要求高且无法覆盖所有装载工况等问题,提出一种融合特征物理化重构、凝聚层次聚类(AHC)与改进随机森林(RF)的集成机器学习替代模型,用于高效预测船舶参... [目的]针对传统基于水动力学的数值模拟方法计算船舶参数横摇存在计算成本高、操作要求高且无法覆盖所有装载工况等问题,提出一种融合特征物理化重构、凝聚层次聚类(AHC)与改进随机森林(RF)的集成机器学习替代模型,用于高效预测船舶参数横摇幅值。[方法]利用AHC压缩特征维度,降低模型复杂度和计算开销;采用粒子群算法(PSO)对RF超参数进行全局寻优。[结果]基于某大型集装箱船多工况水动力数值模拟结果数据的验证结果表明:与广义回归神经网络(GRNN)及未优化RF模型相比,在迎浪和艉随浪工况下,该模型(AHC–PSO–RF)在横摇有义值预测中的决定系数(R2)平均提升5.84%与0.27%,均方根误差(RMSE)平均降低59.28%与10.69%,预测精度较高。此外,模型在单个装载工况的平均计算耗时相比于水动力数值模拟方法减少84.5%。[结论]该模型在批量预测任务中具备显著效率优势,证明了其作为高效替代方案的工程实用价值。 展开更多
关键词 船舶稳性 参数横摇 代理模型 凝聚层次聚类−粒子群优化−随机森林模型 集装箱船 动稳性预报
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基于体积力法的ONR内倾船骑浪运动CFD模拟与分析
4
作者 曾柯 鲁江 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期146-155,共10页
[目的]针对操纵/耐波耦合的骑浪失稳模式直接评估研究需求,开展骑浪运动模拟与分析。[方法]采用基于RANS方程的计算流体力学(CFD)方法,结合重叠网格技术和螺旋桨体积力模型,建立自航模在波浪中六自由度失稳运动预报方法。以国际稳性ONR... [目的]针对操纵/耐波耦合的骑浪失稳模式直接评估研究需求,开展骑浪运动模拟与分析。[方法]采用基于RANS方程的计算流体力学(CFD)方法,结合重叠网格技术和螺旋桨体积力模型,建立自航模在波浪中六自由度失稳运动预报方法。以国际稳性ONR内倾船为研究对象,模拟其在高航速下在随浪和艉斜浪规则波中的骑浪现象,并与公开文献中的试验结果进行对比。[结果]计算结果显示,静水中不同航速下螺旋桨转速的平均计算误差为10.11%,总阻力平均计算误差为3.13%,骑浪发生的波浪条件与试验结果吻合较好,最大横摇幅值计算结果与试验结果趋势一致。[结论]研究表明,基于螺旋桨体积力模型的模拟方法可以成功预报出高航速下的骑浪现象,而且相比真实的桨模型计算效率更高。对于ONR内倾船型,航速越高,骑浪平衡状态的垂荡值越大,纵摇和横摇角越小,且会呈现出不同程度的埋艏上浪现象。 展开更多
关键词 船舶稳性 ONR内倾船 骑浪运动 规则波 体积力法
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时序反转法的畸形波水槽造波实验和演化特征
5
作者 葛富康 陈浩然 +3 位作者 扈喆 张晓莹 郭军 蔡文鸿 《集美大学学报(自然科学版)》 2026年第1期46-58,共13页
鉴于传统色散聚焦法生成的畸形波非线性程度低、造波效率不足等问题,以及时序反转法存在的造波细节缺失的技术瓶颈,改进畸形反转法的造波逻辑,提出一种高精度可控的畸形波生成方法。通过构建三重逻辑判断体系,建立基于Peregrine呼吸子... 鉴于传统色散聚焦法生成的畸形波非线性程度低、造波效率不足等问题,以及时序反转法存在的造波细节缺失的技术瓶颈,改进畸形反转法的造波逻辑,提出一种高精度可控的畸形波生成方法。通过构建三重逻辑判断体系,建立基于Peregrine呼吸子解的畸形波实验生成方法。基于该方法,在波浪水槽中生成了4种不同载波波幅的畸形波,实验结果与解析解吻合良好。通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和小波分析对畸形波的时频特性、波能分布和时空演化规律进行了研究,结果表明:1)畸形波发生时存在能量从基频向高频转移的现象;2)畸形波发生时广义能值是载波时段的两倍以上;3)畸形波汇聚形成过程与发散消退过程是非对称的,汇聚形成速度慢于发散消退速度。 展开更多
关键词 畸形波 Peregrine呼吸子解波 波浪水槽实验 小波分析 波能演化
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基于首次穿越概率的船舶随机横摇稳定性研究
6
作者 刘亚柳 张佳润 +2 位作者 卜淑霞 顾民 刘利琴 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期71-78,共8页
[目的]复杂海况下船舶动稳性评估是保障安全航行的关键,而现有基于规则波的横摇稳定性判别方法,难以精准识别随机波浪中的横摇不稳定域,亟需更有效的评估手段。[方法]采用随机分析方法探究随机波浪中非线性横摇运动的稳定性特征,借助首... [目的]复杂海况下船舶动稳性评估是保障安全航行的关键,而现有基于规则波的横摇稳定性判别方法,难以精准识别随机波浪中的横摇不稳定域,亟需更有效的评估手段。[方法]采用随机分析方法探究随机波浪中非线性横摇运动的稳定性特征,借助首次穿越理论,计算给定边界与初始条件下随机横摇运动的首次穿越概率。[结果]根据首次穿越概率,将随机海况划分为3个区域:高稳定区、中稳定区和低稳定区。[结论]成功计算出全浪向下横摇响应超过25°的概率,为船舶在不同波浪方向下随机横摇运动的稳定性评估提供了更多的参考信息。 展开更多
关键词 船舶稳性 非线性横摇 全浪向 首次穿越概率 随机稳定性 随机平均法
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全新稳性人员受风面积计算方法
7
作者 刘建晓 《航海》 2026年第1期64-67,共4页
针对稳性校核中,现行法规人员受风面积计算方法过于保守,结果与实际情况严重不符问题,通过一艘快艇实例,对比分析了现行法规与设计常用方法的差异与不足,提出了一种新的人员受风面积计算方法。对实例船进行重算,结果与实践经验更为吻合... 针对稳性校核中,现行法规人员受风面积计算方法过于保守,结果与实际情况严重不符问题,通过一艘快艇实例,对比分析了现行法规与设计常用方法的差异与不足,提出了一种新的人员受风面积计算方法。对实例船进行重算,结果与实践经验更为吻合,证明了新方法的合理性与工程实用价值。 展开更多
关键词 内河小船 稳性 受风面积 人员载荷 新计算方法
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国际航行散货船装载甲板货物对破损稳性影响分析
8
作者 杨全杰 陶然 《中国船检》 2026年第1期79-83,共5页
对于国际航行散货船装载甲板货物,SOLAS公约并未明确禁止,存在采用散货船装载甲板货物(钢管)的运输方式,其通常采用舱盖装载和舱内装载,这种运输方式应当满足SOLAS公约及其修正案对驾驶室视域、完整稳性、号灯号型、结构强度、绑扎系固... 对于国际航行散货船装载甲板货物,SOLAS公约并未明确禁止,存在采用散货船装载甲板货物(钢管)的运输方式,其通常采用舱盖装载和舱内装载,这种运输方式应当满足SOLAS公约及其修正案对驾驶室视域、完整稳性、号灯号型、结构强度、绑扎系固有效性等多方面要求,本文基于SOLAS公约及其修正案、IS规则及其修正案、海安会通函等要求,从破损稳性角度分析国际航行散货船装载甲板货物的安全装载。 展开更多
关键词 国际航行散货船 甲板货物 SOLAS公约 破损稳性
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基于直接计数法和动力学模型的横浪中破损船舶倾覆概率计算研究
9
作者 段建文 马宁 史琪琪 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期63-70,共8页
[目的]旨在基于直接计数法和动力学模型对横浪瘫船状态下破损船舶的倾覆概率进行计算分析,进而改进现行破损船舶稳性评估规范中,基于剩余稳性参数对倾覆概率进行保守估计的方法。[方法]根据所建动力学模型综合考虑波浪−船体−进舱水的耦... [目的]旨在基于直接计数法和动力学模型对横浪瘫船状态下破损船舶的倾覆概率进行计算分析,进而改进现行破损船舶稳性评估规范中,基于剩余稳性参数对倾覆概率进行保守估计的方法。[方法]根据所建动力学模型综合考虑波浪−船体−进舱水的耦合效应。对于波浪−船体耦合,采用瞬时湿表面压力积分方法计算非线性船体回复力和Froude−Krylov力;通过STF方法和脉冲响应函数法计算辐射力和绕射力;结合试验获得的破损船舶横摇阻尼,考虑流体黏性的影响。对于波浪−进舱水耦合效应,采用修正的伯努利方程,计算破口处的水体流入流出速率。对于船体−进舱水耦合,采用集中质量法计算进水晃荡力,同时通过瞬时湿表面压力积分方法考虑进水对船体的静压力。对于进水的黏性耗散作用,采用半经验公式进行近似计算。基于IMO规范和上述动力学模型,采用直接计数法计算破损船舶倾覆概率,并将其表示为时间的边际概率函数。[结果]将模型应用于破损船舶标准模型DTMB 5415,开展横摇运动响应和倾覆概率计算,主要结果如下:1)基于动力学模型计算得到的横摇运动响应结果,与试验结果对比显示,峰值对应周期附近的相对误差均在20%以内;2)该破损船模在30 min内的倾覆概率随有义波高的增大而升高,当波浪跨零周期接近船舶破损后的横摇固有周期时,倾覆概率达到最大值。[结论]研究表明,对于横浪中破损船舶倾覆概率,采用所提方法计算能够得到较为客观准确的结果。 展开更多
关键词 破损船舶 稳性 倾覆概率 动力学模型 直接计数法 边际概率函数 横浪 耦合效应
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考虑水动力升力效应的船舶随浪中纯稳性丧失运动预报分析
10
作者 张晋雅 马宁 +1 位作者 段建文 史琪琪 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期12-22,共11页
[目的]旨在研究随浪中横倾与航速共同作用下水动力升力效应的影响,提升纯稳性丧失的数值预报精度。[方法]首先,发展基于统一理论的六自由度弱非线性运动模型的数值计算方法,该方法不仅耦合耐波性与操纵性的动力学特征,还通过涡格法(VLM... [目的]旨在研究随浪中横倾与航速共同作用下水动力升力效应的影响,提升纯稳性丧失的数值预报精度。[方法]首先,发展基于统一理论的六自由度弱非线性运动模型的数值计算方法,该方法不仅耦合耐波性与操纵性的动力学特征,还通过涡格法(VLM)引入升力项,以表征横倾角和航速变化所引起的横向流体作用;其次,针对涡格法可能导致升力项高估的问题,采用计算流体力学(CFD)方法,对船舶自航时的涡脱落情况进行定量分析,进而对涡格法所计算的升力项进行修正;最后,将修正后的六自由度运动模型预报结果与公开发表的模型试验数据进行对比验证。[结果]结果显示,当船速增高时,升力对船舶横摇响应具有显著的放大效应;经CFD修正后的升力项可有效降低涡格法的高估偏差,提升六自由度运动模型对船舶随浪非线性横摇运动的预报精度。[结论]所做研究明确了升力效应对船舶随浪非线性横摇运动的影响规律,验证了基于涡格法和CFD修正的六自由度弱非线性运动模型在船舶横摇运动预报中的有效性,可为船舶稳性评估及航行策略制定提供技术支持。 展开更多
关键词 船舶稳性 横摇运动 弱非线性运动模型 六自由度 涡格法 水动力升力 计算流体力学
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规则波中船舶甲板上浪与参数横摇运动耦合影响分析
11
作者 张佳润 卜淑霞 +2 位作者 刘亚柳 刘利琴 刘依伦 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期23-36,共14页
[目的]旨在研究参数横摇与甲板上浪间的相互作用,以评估甲板上浪对船舶非线性运动的影响。[方法]在势流理论框架内建立考虑甲板上浪作用的船舶垂荡−纵摇−参数横摇三自由度耦合计算模型并进行数值求解,随后,以C11型集装箱船为例,研究参... [目的]旨在研究参数横摇与甲板上浪间的相互作用,以评估甲板上浪对船舶非线性运动的影响。[方法]在势流理论框架内建立考虑甲板上浪作用的船舶垂荡−纵摇−参数横摇三自由度耦合计算模型并进行数值求解,随后,以C11型集装箱船为例,研究参数横摇与甲板上浪间的相互作用。[结果]结果显示,参数横摇显著扩大了发生甲板上浪的海浪频率范围,增加了上浪水量和上浪水体产生的载荷;甲板上浪及积水会对船舶波浪中的复原力臂曲线产生显著的强非线性影响,使复原力臂减小甚至变为负值,从而显著降低船舶的波浪稳性;当甲板上存在舷墙时,上浪水体会越过舷墙周期性流入流出甲板,使甲板上始终存有一定量的水体,而甲板上浪和积水会使船舶吃水增加产生一定的艏倾,从而增大参数横摇响应幅值,且上述作用会随积水量的增加而增加。[结论]所做研究可为评估甲板上浪对船舶稳性的影响提供一定的参考。 展开更多
关键词 船舶稳性 适航性 甲板上浪 参数横摇 三自由度耦合模型 非线性运动 规则波
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输入约束下船舶横摇混沌运动模糊自适应反步控制
12
作者 苗泽旭 张显库 马道成 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期114-121,共8页
[目的]为解决复杂海况中参数激励引发船舶横摇运动混沌现象导致的渐进性倾覆风险,提升航海安全保障能力,提出一种输入约束下船舶横摇混沌运动模糊自适应反步控制方法。[方法]该方法结合反步法与模糊自适应控制,针对横摇角速度/加速度设... [目的]为解决复杂海况中参数激励引发船舶横摇运动混沌现象导致的渐进性倾覆风险,提升航海安全保障能力,提出一种输入约束下船舶横摇混沌运动模糊自适应反步控制方法。[方法]该方法结合反步法与模糊自适应控制,针对横摇角速度/加速度设计模糊状态观测器进行实时估计,针对未知非线性函数引入模糊逻辑系统进行逼近,针对减摇鳍控制输入问题构建辅助控制系统进行约束。[结果]仿真实验表明,相较于已有文献的控制方法,本文所提方法平均绝对值误差(MAE)降低47.28%,平均积分绝对值(MIA)降低17.74%,平均全变差(MTV)降低57.20%,收敛时间降低44.62%。[结论]因此,所提方法可有效抑制参数激励型横摇混沌运动,显著增强控制系统鲁棒性、降低倾覆风险,为船舶航行安全提供技术保障。 展开更多
关键词 船用减摇装置 自适应控制系统 模糊逻辑 反步 参数横摇混沌 输入约束 模糊状态观测器
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极地航行船舶积冰情况下破损稳性评估
13
作者 郭骏峰 陶佳彬 +3 位作者 柴威 向祖权 蔡博奥 唐立斐 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期55-62,共8页
[目的]针对极地航行条件下由船舶积冰和破损引发的安全问题,开展积冰船舶在破损状态下的稳性评估研究。[方法]首先,基于飞沫结冰理论建立积冰预测模型;然后,以DTMB 5415船舶为研究对象,分析风速和温度对船舶积冰量的影响规律;接着,计算... [目的]针对极地航行条件下由船舶积冰和破损引发的安全问题,开展积冰船舶在破损状态下的稳性评估研究。[方法]首先,基于飞沫结冰理论建立积冰预测模型;然后,以DTMB 5415船舶为研究对象,分析风速和温度对船舶积冰量的影响规律;接着,计算完整船舶与破损船舶在不同积冰时长下复原力臂曲线与重心的变化,分析积冰与破损情况对船舶静稳性的影响;最后,运用极限动倾角评估船舶动稳性,计算不同积冰时长下破损船舶的极限动倾角与能承受的极限风速。[结果]结果显示,积冰与破损共同作用将显著降低船舶稳性:当积冰6 h时,破损船舶的极限动倾角相比无积冰条件下完整船舶的极限动倾角,从64.8°降到了62.1°,能承受的极限风速由33.1 m/s降至16.0 m/s;当积冰12 h时,破损船舶的稳性已不满足IMO规范的要求。[结论]相关研究可为船舶积冰影响因素分析,以及积冰与破损共同作用下的船舶稳性评估提供重要参考。 展开更多
关键词 极地船舶 破损稳性 稳性 静稳性 动稳性 积冰预报
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基于深度学习的实海环境船舶动稳性预报方法
14
作者 崔昕邈 张欣媛 +1 位作者 张杰 黄礼敏 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期43-54,共12页
[目的]针对IMO二代稳性评估方法忽视实海环境时空变化特性、难以准确评估船舶失稳风险的问题,对基于实海环境的船舶稳性敏感性指数预报方法进行研究,以提升集装箱船航行安全保障能力。[方法]结合IMO提出的第二代完整稳性衡准与深度学习... [目的]针对IMO二代稳性评估方法忽视实海环境时空变化特性、难以准确评估船舶失稳风险的问题,对基于实海环境的船舶稳性敏感性指数预报方法进行研究,以提升集装箱船航行安全保障能力。[方法]结合IMO提出的第二代完整稳性衡准与深度学习方法,建立区域敏感性指数的高精度预报模型,进一步以典型集装箱事故船为研究目标,验证稳性敏感性指数预报结果的准确性。[结果]预报模型在时间与空间分辨率方面较二代稳性评估方法显著提高,能够准确识别失稳风险发生的具体位置和时刻,模型预测结果与实际事故风险分布高度一致,未出现风险高估情况。模型相较IMO稳性评估方法,更能反映复杂海况下的稳性风险差异。[结论]建立的敏感性指数预报模型充分考虑实海海洋环境的时空变化特性,能够实现实海环境下船舶二代稳性的快速预报,提升了二代稳性风险预报的准确性与实用性,该研究成果可为集装箱船的航行安全保障、航线规划修正等提供辅助决策信息,对保障船舶及货物的安全具有重大意义。 展开更多
关键词 船舶稳性 第二代完整稳性衡准 稳性评估 参数横摇 典型事故评估验证 深度学习方法
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艏斜浪作用下船舶参数横摇特性分析
15
作者 刘武阳 姚朝帮 +2 位作者 赵加鹏 余嘉威 张志国 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期79-89,共11页
[目的]船舶参数横摇是第二代完整稳性中的典型失稳模式之一,常发生于迎浪和随浪下。当船舶在艏斜浪中航行时,会同时受到参数激励和波浪强迫激励两方面因素的影响,同样有可能引起大幅横摇甚至是倾覆,故进行艏斜浪下的船舶参数横摇特性分... [目的]船舶参数横摇是第二代完整稳性中的典型失稳模式之一,常发生于迎浪和随浪下。当船舶在艏斜浪中航行时,会同时受到参数激励和波浪强迫激励两方面因素的影响,同样有可能引起大幅横摇甚至是倾覆,故进行艏斜浪下的船舶参数横摇特性分析。[方法]基于功能分解势黏流耦合求解器HUST−SWENSE和结构化动态重叠网格求解器HUST-Overset,引入五阶Stokes非线性规则波模型,开展艏斜浪作用下KCS船的参数横摇特性数值仿真研究。首先,根据公开的迎浪下KCS船的参数横摇约束模型试验数据,进行数值仿真计算;然后,对不同艏斜浪作用下KCS船的参数横摇进行数值模拟,分析浪向角增大时的波浪强迫激励作用以及波陡增加导致的非线性作用对横摇运动特性的影响规律。[结果]结果显示,不同航速下的参数横摇幅值以及周期的预报值与试验数据之间的平均偏差在5%以内,验证了采用所提数值方法计算迎浪参数横摇的可靠性;浪向角的增大和波陡的增大均会显著影响参数激励和波浪强迫激励作用。[结论]所做研究可为艏斜浪工况下参数横摇的数值预测、风险评估以及航速/航向优化提供依据。 展开更多
关键词 船舶稳性 参数横摇 势黏流耦合 非线性规则波 艏斜浪 重叠网格
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耙吸式挖泥船波浪载荷与总强度分析 被引量：1
16
作者 张波 董明海 赵陈 《中国水运》 2025年第3期71-74,共4页
为保证船体结构安全性,以一艘耙吸式挖泥船为研究对象,利用水动力计算软件预报6种典型装载工况下的波浪弯矩。利用有限元软件分析11种工况下泥舱区域舱段总强度。计算结果表明,波浪弯矩对总强度计算结果的影响极大,本船在波浪作用下的... 为保证船体结构安全性,以一艘耙吸式挖泥船为研究对象,利用水动力计算软件预报6种典型装载工况下的波浪弯矩。利用有限元软件分析11种工况下泥舱区域舱段总强度。计算结果表明,波浪弯矩对总强度计算结果的影响极大,本船在波浪作用下的结构强度满足规范要求。本文的计算方法对超尺度比挖泥船波浪载荷预报和强度评估有较大的参考价值。 展开更多
关键词 耙吸式挖泥船 波浪载荷 总强度
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基于ALE方法的自升式平台抗倾覆稳性校核方法
17
作者 刘晓磊 王沫 周智楠 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期122-131,共10页
[目的]在独立桩腿式自升式平台抗倾覆稳性校核中,非线性分析计算成本高、规范方法精度不足。为此,提出一种精准高效计算方法,将其用于工程设计并完善相关校核体系。[方法]以无桩靴自升式平台为研究对象,基于拉格朗日−欧拉方法(ALE)建立... [目的]在独立桩腿式自升式平台抗倾覆稳性校核中,非线性分析计算成本高、规范方法精度不足。为此,提出一种精准高效计算方法,将其用于工程设计并完善相关校核体系。[方法]以无桩靴自升式平台为研究对象,基于拉格朗日−欧拉方法(ALE)建立土壤−桩腿有限元模型,通过在桩腿顶端施加弯矩模拟倾覆力矩,分析桩腿的整体位移、旋转角度及其旋转中心距泥面的相对垂向距离的变化规律;通过改变插桩深度(8~15 m)及土壤参数以验证规律的通用性,并结合平台实例,对比所提方法、中国船级社规范方法与非线性管土分析方法的结果。[结果]研究明确了桩腿运动呈现“整体平动+绕旋转中心转动”的特征。结果表明,在桩腿倾覆过程中其旋转中心距泥面相对垂向距离的离散程度小,可近似为恒定;所提方法的计算结果相比规范方法,其相对误差降低约10%,更接近于非线性分析的准确值。[结论]所提方法兼顾了计算精度与效率,可为自升式平台抗倾覆稳性校核提供可靠的工程参考。 展开更多
关键词 钻井平台 自升式平台 抗倾覆稳性 稳性校核 倾覆力矩 管土相互作用 柱腿 ALE方法
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喷水推进与螺旋桨推进船舶骑浪特性对比分析
18
作者 封培元 赵威 蔡佑林 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期37-42,共6页
[目的]骑浪/横甩对高速船舶航行安全构成严重威胁,故对喷水推进船舶与螺旋桨推进船舶的骑浪现象进行研究,旨在揭示不同推进方式对船舶发生骑浪现象的影响。[方法]建立喷水推进和螺旋桨推进船舶的骑浪运动方程,采用衡准校核和时域仿真相... [目的]骑浪/横甩对高速船舶航行安全构成严重威胁,故对喷水推进船舶与螺旋桨推进船舶的骑浪现象进行研究,旨在揭示不同推进方式对船舶发生骑浪现象的影响。[方法]建立喷水推进和螺旋桨推进船舶的骑浪运动方程,采用衡准校核和时域仿真相结合的方法,对比不同推进方式下船舶发生骑浪的运动及受力变化过程,分析推进器力学特性的差异对船舶发生骑浪的影响。[结果]仿真分析结果表明:喷水推进系统与螺旋桨的推力变化特性存在显著差异,喷水推进船舶因推力随航速变化不敏感,其骑浪发生概率高于螺旋桨推进船舶。[结论]通过力学分析揭示了喷水推进船舶较螺旋桨推进船舶骑浪特性存在差异的机理,研究成果可为总体设计的推进方案选型提供参考。 展开更多
关键词 高速船舶 喷水推进 螺旋桨 骑浪 第二代完整稳性 时域仿真
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基于VMD−LSTM神经网络的船舶运动极短期预报研究
19
作者 郭海健 于立伟 杨梦昊 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期90-103,共14页
[目的]旨在对船舶的运动状态进行预报,从而更好地进行作业决策。[方法]以海上实测船舶运动数据为输入,针对实海域船舶运动非线性、非平稳的特征,利用变分模态分解(VMD)方法分解数据特征,由此基于长短期记忆(LSTM)神经网络构建船舶运动... [目的]旨在对船舶的运动状态进行预报,从而更好地进行作业决策。[方法]以海上实测船舶运动数据为输入,针对实海域船舶运动非线性、非平稳的特征,利用变分模态分解(VMD)方法分解数据特征,由此基于长短期记忆(LSTM)神经网络构建船舶运动极短期预报神经网络模型,并利用仿真数据以及实船数据进行多输入多输出的极短期运动预报验证与应用。[结果]结果显示,模型最佳预报时长约为一个运动周期,对横摇、纵摇和垂荡运动的预报精度总体可达75%~90%;实时预报模拟显示,所提神经网络的预报效果较好,预报实时性强,每步预报的耗时少于0.05 s。[结论]相比复杂的理论模型预报,所做研究可极大地提升预报效率,能为船舶运动的实时极短期预报实际应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 船舶运动 变分模态分解 长短期记忆神经网络 极短期预报
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客滚船稳性设计评价指标优化与改进研究
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作者 陈鹏宇 郎可 《船舶物资与市场》 2026年第1期10-12,共3页
客滚船作为兼具旅客运输与车辆滚装功能的特种船舶,其稳性设计直接决定航行安全,尤其在恶劣海况与复杂装载工况下,稳性失效易引发倾覆事故。当前客滚船稳性设计常用评价指标存在冗余重叠、关键指标缺失、与实际运营场景贴合度低等问题... 客滚船作为兼具旅客运输与车辆滚装功能的特种船舶,其稳性设计直接决定航行安全,尤其在恶劣海况与复杂装载工况下,稳性失效易引发倾覆事故。当前客滚船稳性设计常用评价指标存在冗余重叠、关键指标缺失、与实际运营场景贴合度低等问题。本文基于IMO《国际稳性规则》及国内客滚船运营数据,提出“安全优先-三方协同-实操导向”的指标优化原则,构建“筛选-合并-验证”三步优化流程,通过积差相关系数分析剔除冗余指标,合并同类指标,新增车辆偏载系数、压载水调拨效率等运营关联指标;同时从重心控制-水密分舱-车辆管控-压载系统四方面提出设计改进措施,以某4800 GT客滚船为案例验证其实施价值。 展开更多
关键词 客滚船 稳性设计 评价指标优化 重心控制 水密分舱
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