应用模型试验的方法，研究了表面粗糙度对立管涡激振动响应特性的影响规律，对不同粗糙度条件下立管所受拖曳力、升力、端部张力、漩涡泄放频率、结构振动响应频率、位移响应等参数的变化规律进行了对比分析。结果表明：与立管横向振动相比，立管流向振动更早出现锁定现象，因此当折合速度较低时，立管流向振动的涡激振动响应要大于横向振动。立...
文章结合一种密度大于水的新型潜器—重水潜器（Heavier-than-water AUV，简称 HTW），采用 RANS 方法和重叠网格计算了该潜器的水动力性能和绕流流场。文中计算了不同攻角和漂角情况下重水潜器的阻力、升力及俯仰力矩，对其周围流场水动力学性能进行了分析，并通过流场的流动结构研究了受力随姿态变化的规律。文中将采用重叠网格方法的计算结果...
提出一种基于大涡模拟（LES）和气泡群平衡方程（BPBE）的舰船气泡尾流特征参数研究的数值分析法：首先建立舰船尾流场 LES 控制方程，结合实船初边始条件，对流向的速度进行数值模拟；然后再将 LES 计算得到的速度代入 BPBE 方程进行尾流中气泡数密度分布（BND）的求解。计算结果表明：BND 沿尾流流向的分布基本符合指数分布，在500 m 以内的区...
利用实验的方法研究了涂层对绕水翼空化流动特性的影响。分别针对喷涂环氧涂层和氟碳涂层的 Clark-Y 型水翼，采用高速摄像装置观察了不同空化阶段的空化流动形态。研究结果表明：（1）在初生空化阶段，当σ=1.82时，沿环氧涂层水翼表面展向排列着初生空泡，而氟碳涂层水翼还处于无空化状态，说明相对于环氧涂层，氟碳涂层对空化现象的产生有一定...
应用传统的 SPH 方法处理数值造波问题有一定的局限性，波浪在传播过程中由于能量耗散会出现衰减，且粒子压力场存在数值震荡。该文基于 SPH-ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法，提出了一种适用于黎曼解算法的时间积分方法，详细论述了对自由面粒子的捕捉方法。采用 SPH-ALE 方法分别对规则波传播、强非线性波的破碎、孤立波生成及在斜...
考虑张力腿平台立柱和浮箱之间的相互影响，通过分离涡模拟法（DES）对均匀流下张力腿平台主体三维水动力流特性进行了研究，讨论了张力腿平台阻力系数、升力系数及其频谱、压力系数和尾涡等特性。研究表明：阻力系数和升力系数时历曲线变化具有一定的周期性和“脉动性”；下游立柱受到上游立柱尾涡作用，导致下游立柱阻力系数较上游立柱阻力系...
鉴于国际海事组织（IMO）第二代完整稳性衡准工作组正在制定参数横摇薄弱性衡准。文章首先编制了参数横摇第一层和第二层薄弱性衡准的计算程序，其中采用解析稳态解法求解横摇响应，并给出了衡准中关键参数即波浪中稳性高变化的计算方法；其次以国际标模 C11集装箱为例详细分析了参数横摇衡准的计算过程，同时分析了横摇阻尼对计算结果的影响；...
文章基于“船舶—水流”耦合动力响应，建立了船闸闸室船舶纵向和横向受力方程及其运动控制方程。利用 FLUENT 软件，采用 RNG k-ε三维紊流模型，运用 VOF 法捕捉自由液面，阀门的开启过程及船舶运动利用动网格技术，船舶的运动控制及系缆力的并行计算程序采用用户自定义函数（UDF）进行编写。针对带格栅消能室的船闸集中输水系统，进行了灌水过...
为增大双层板式防波堤的波能耗散和防波堤结构的稳定，提出了的一种新型桩基双层板式防波堤，通过物理模型试验，对比分析了该防波堤结构（模型 c）与另两种结构型式的防波堤（模型 a、b）在不同的波浪参数下透射系数、反射系数的变化关系，探讨了新型桩基双层板式防波堤（模型 c）透射系数、反射系数随相对波高、相对水深及相对淹没深度的变化...
基于应力函数法，对梯形分布载荷作用下、材料属性在厚度上任意变化的功能梯度简支梁弯曲问题的解析解进行了研究。首先引入了一个应力函数，根据平面应力问题的基本方程，得出了功能梯度梁的应力函数应满足的偏微分方程，并根据应力边界条件得出了应力函数及各向应力的表达式；进而根据功能梯度材料的本构方程和位移边界条件，得出了各向应变与...
工程上很重要的具有小裂纹板的极限强度却没有得到研究者的重视。文章首先对不同屈强比具有中心穿透裂纹的板进行了系列弹塑性有限元计算，结果表明板的极限强度随裂纹长度的衰减趋势可以分为两个阶段，而这两个阶段的范围并不是固定的，它们与板材的屈强比有着密切的联系。然后详细讨论了双向加载对裂纹板极限强度的影响，并对这些现象进行了合...
文章介绍了扩展有限元计算含裂纹板问题的基本方法，该方法以常规有限元为基础，通过在位移场中增加反映裂纹面的不连续函数及反映裂尖局部特性的裂尖渐近位移场函数，体现裂纹的存在，从而使裂纹与有限元模型相互独立，方便了裂纹扩展的模拟。采用求解 Reissner 板问题的混合插值单元 MITC4，可以有效地避免剪切闭锁现象。通过相互作用能量积分...
文章基于对某浅水缓 S 线型布置的动态脐带缆的研究，确定了线型的主要设计参数为顶部悬挂角，中水浮拱的浮力、水平位置和垂直位置。并借助 Orcflex 软件对动态缆的响应进行非线性时域分析，研究动态缆的初始形状、曲率、张力对不同的线型设计参数的灵敏度，阐述了设计参数变化对脐带缆的力学性能影响的一般规律，为动态脐带缆的线型设计提供参...
船舶的波激振动和砰击振动对船舶结构的安全性有较大影响。文章以一艘超大型 VLCC 为研究对象，通过变截面梁分段模型试验方法对船舶在规则波和不规则波中波激振动和砰击振动响应进行了比较分析，介绍了船模波浪载荷试验中模型的设计原则，通过静水试验得到了船体梁垂向振动频率特性、振动阻尼和静水兴波弯矩等参数，通过规则波和不规则波试验分...
损耗因子是进行振动计算分析时必须输入的关键参数之一，直接影响振动计算和分析结果的准确性和可靠性。而传统的半功率带宽法和衰减法由于各自的局限性而无法得到理想的结果。该文将曲线拟合应用于时域衰减法测量损耗因子的数据处理中，通过理论分析、信号预处理、曲线拟合，准确地计算出激励频率下试件的损耗因子。通过与传统方法计算结果的比...
采用改进的 Fourier-Bessel 级数方法和 Rayleigh-Ritz 法对任意弹性边界条件下的圆形薄板进行自由振动分析。通过将圆板的位移函数表示为 Fourier-Bessel 级数和辅助级数的组合，有效地解决了位移函数在边界处的不连续性问题。最后，应用 Rayleigh-Ritz 法建立了圆板自由振动的矩阵方程，所有振动参数可以通过求解矩阵方程得到。方程特征值对应...
文章为了改进被动约束阻尼柱壳结构的减振特性，解决引入约束阻尼的合理分布问题，提出了一种基于多目标遗传算法的优化设计方法。建立了以振动模态的前两阶损耗因子和引入约束阻尼材料总质量比为优化目标，以约束层、阻尼层厚度和粘弹性材料剪切模量为设计变量的多目标函数。利用遗传算法对 Pareto 最优进行优化选择，避免了对目标函数值的直接...
传统的推进轴系扭转振动响应计算聚焦于稳态响应，而传递矩阵法、系统矩阵法，可以取得满意的稳态计算结果，但无法处理冰区船舶、海洋工程船舶所遇到的变载荷、变惯量等瞬态工况。为了克服频域扭振计算方法在处理瞬态条件扭振问题的局限性，使用 Newmark 法从时域求解轴系扭转振动微分方程组，基于该算法对某船推进轴系在冰载荷作用下的瞬态响...
为了满足超大型浮体尺寸巨大、结构复杂的分析需求，以及三维水弹性软件商用化的快速计算要求，文章通过对已有三维水弹性程序的分析，设计并实现了多参数并行化快速计算，为超大型浮体进一步水弹性分析奠定了良好基础。文中以常规船舶和超大型浮式平台为例，测试了并行化软件的正确性与快速性。结果表明，并行化改造达到了快速计算的效果。
文章针对管路的低频线谱和三向振动传递的特点，设计了一种新型悬臂梁式动力吸振器结构。基于梁的波动理论和结构阻抗分析法，推导了吸振器插入损失计算公式。通过参数分析获得了吸振器质量、弹簧片尺寸与其减振效果之间的定量关系。试验结果表明，该文提出的吸振器设计方法和吸振器结构能够达到预期的减振效果。
热应力是制约舰船发动机转子快速启动的重要因素。为研究快速启动过程对发动机转子热应力的影响规律，文章针对舰船发动机转子的最大热应力采用了遗传算法对发动机快速启动过程进行优化。以发动机转子快速启动过程中的热应力为目标函数，将快速启动过程非单调性参数化，基于遗传算法和结构力学分析，搜索最优解。研究表明，优化后的快速启动过程...
机械结构的声辐射功率直接表征了结构向外辐射的声能量，而结构表面声辐射阻则反映了该结构向外辐射声能量的能力。文章基于波叠加法，研究声场的声压、源强度和表面法向振动速度之间的关系，推导了结构声辐射阻矩阵。针对典型的声学结构，计算了其表面辐射阻。根据声辐射阻定义，设计了声辐射阻的测量装置，通过实验验证了理论计算方法的正确性...
鉴于某双层圆柱壳体的机械振动噪声数据结构复杂、维数较高，工程上不宜直接分析，文章提出先对其进行特征提取后再进一步分析的思路，可有效简化数据结构，提高数据分析的准确度。选择工程上常用的主成分分析法（PCA）、核主成分分析法（KPCA）与独立成分分析法（ICA）对文中高维机械振动噪声数据进行特征提取。利用支持向量机（SVM）的分类识...
波函数法（Wave Based Method，WBM）是近年来发展的基于间接 Trefftz 理论的结构—声辐射中频问题的一种重要方法。 WBM 函数收敛的充要条件是分析域为凸域。为提高使用 WBM 理论的应用范围和应用效率，根据多层次模型，提出了补域概念用于解决凹域问题。最后，以一个周边简支矩形薄板为例进行验证数值，计算结果表明了方法准确性和有效性。
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