国家自然科学基金(10902067)
- 作品数：9 被引量：46H指数：5
- 相关作者：王飞黄国樑伍生春涂兴华陈锦标更多>>
- 相关机构：上海交通大学上海海事大学中国船舶重工集团公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市教育委员会重点学科基金上海市高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金更多>>
- 相关领域：天文地球交通运输工程建筑科学更多>>
- 导流缆拖曳系统准动态运动建模及仿真被引量：11
- 2012年
- 为准确预报分析导流缆拖曳系统的宏观(整体)运动,同时为避免模型过于复杂致方程系数难以准确获取而显得没有实际意义,提出了一个准动态四自由度运动模型以描述导流缆的运动,并采用数值仿真研究方法分析其运动响应特性.根据导流缆微元运动特点,将其运动分解为3个动态平动运动自由度及1个稳态轴向转动运动自由度;并根据集中质量法基本思想,推导给出了具体的四自由度运动控制方程,较为完整地计入了缆张力、流体作用力、重力、浮力及各力矩的作用,并采用四阶龙格库塔方法积分求解方程.通过数值仿真计算,研究了导流缆拖曳系统在不同情况下的运动,并得到了一些有意义的运动响应特性.
- 王飞黄国樑
- 关键词：拖曳系统数值仿真
- 低速低应力时拖揽运动仿真被引量：5
- 2010年
- 建立了拖缆在低速低(负)应力时的运动数学模型,用以分析弯矩对拖缆运动的影响.基于集中质量法给出了三维拖缆的运动控制方程,在此基础上根据弯矩和分布荷载的对应关系,提出了一种计算弯矩诱导分布荷载的方法,并将该荷载融入到运动控制方程中,采用四阶龙格库塔方法进行积分求解.通过数值仿真计算,分析了低速时计入弯矩影响前、后拖缆的运动响应,并给出了合理准确的结果.结果表明,所提方法是切实可行的.
- 王飞陈锦标涂兴华
- 关键词：数值模拟
- 船舶锚泊操纵运动预报与分析被引量：6
- 2012年
- 结合船舶操纵模拟器的开发,建立了船舶锚泊操纵运动数学模型,以预报分析船舶在锚泊操纵全过程中各种动态运动响应.提出了一种较为合理的锚抓底力的数学计算模型,并计入抓底走锚等影响,给出了具体的数值计算方法.整个模型包括:水面船舶采用MMG模型来进行建模,并计入低速时水动力的影响;水下锚链因其运动是一种三维动态运动,采用针对海洋缆索系统的集中质量法来描述其运动;锚自身因其尺度很小,在确定其抓力的基础上将其视为锚链的一个节点,溶入到锚链的运动控制方程中去.最后,应用该模型对一水面船舶进行了锚泊操纵运动计算,并对比分析了不同情况下的锚泊操纵性能,给出了一些规律性的定性结论.
- 王飞
- 关键词：船舶操纵性锚链数值模拟
- 导流缆水动力性能试验测量研究被引量：1
- 2013年
- 为全面确定导流缆在不同情况下的水动力性能,本文对其进行了试验测量研究。设计了一种试验方案,以便同时测出缆在不同攻角时的三组水动力性能数据;同时为消除试验时模型缆有限细长度(展弦比)、近水面效应及水下有效长度的不利影响,进行两组不同长度的模型试验,采用长度差值方法,以得到较为准确的结果。最后,采用数据拟合方法,对试验数据进行处理,给出了无限细长度导流缆在不同攻角、雷诺数时的法向、切向阻力及侧向作用力系数的回归公式,以方便工程应用。
- 王飞刘天威卢军黄国樑
- 关键词：升力系数
- 弯扭联合作用下的拖缆运动建模与分析被引量：3
- 2012年
- 为解决水下低应力拖缆在弯扭联合作用下的运动建模问题,根据集中质量法基本原理,建立了一个四自由度(3个平动自由度和1个轴向转动自由度)运动数学模型,并采用数值仿真方法分析了弯扭矩对其运动的影响.借鉴材料力学概念给出了具体的三维弯矩、扭矩、剪力等的确定方法;同时,为解耦拖缆平动和转动之间的耦合关系,引入零扭矩转角来考虑平动的影响以确定缆上实际扭矩;在此基础上计入拖缆浮力、重力、流体阻力、张力及弯扭耦合,以形成一个完整的运动模型.最后给出了3个仿真算例,计算结果同实际弯扭影响运动规律一致,说明该模型是合理、有效的;同时计算结果还给出了一些有意义的运动规律.
- 王飞马建文黄国樑
- 关键词：数值仿真
- 水流中船舶单双锚泊偏荡运动响应研究被引量：6
- 2015年
- 为研究不同形式锚泊船在流中偏荡运动响应特性及规律,给出了比较全面的船舶锚泊操纵运动数学模型及数值求解方案。采用数值仿真研究方法,对单锚泊和双锚泊(八字锚、一字锚等)多种锚泊形式展开了详尽的计算分析。将船舶和锚链分别建模,锚泊船采用MMG操纵运动方程,并计入低速时水动力影响;对于水下锚链,为准确地计入三维情况下其和海底之间的各种作用力,采用最基本的集中质量法来描述其运动;而后通过边界条件将船-链耦合成为一个整体。最后通过仿真计算研究了各种形式锚泊船在流中的偏荡运动,以此为基础对单、双锚泊之间的运动特性进行了对比研究;并分析了诸多因素(如微速倒车)对其运动的影响,通过总结给出了规律性结论。
- 汤健勇王飞
- 关键词：船舶操纵性数值模拟
- 各向异性弯矩扭矩作用下导流缆运动建模与仿真被引量：10
- 2013年
- 为分析导流缆各向异性弯矩、扭矩对其运动的影响并解决其数学建模问题,基于集中质量法基本原理,推导出导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的四自由度运动模型,并采用数值仿真方法,对导流缆在弯矩扭矩作用下的运动进行了定性的研究探讨.模型中以拖缆微元的3个姿态角为基准,给出完整的三维曲率、弯矩、扭矩及剪力的确定方法,并计入弯扭耦合作用,将其以剪力和扭矩的形式溶入到缆的运动控制方程中去,采用龙格库塔积分求解模型.最后通过仿真研究,定性研究了导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的运动响应特性,并给出定性的运动规律.
- 王飞
- 关键词：拖曳系统数值模拟
- 导流缆拖曳系统运动敏感性分析与探讨被引量：2
- 2013年
- 为探讨导流缆拖曳系统各模型参数对其稳态运动性能的影响,采用数值仿真方法对拖曳系统的运动敏感性进行了具体的分析研究.在给出具体的拖曳系统运动数学模型的基础上,以拖曳深度、张力、侧漂3个稳态运动响应参数作为评估指标,借助模型参数敏感性指数,仿真计算了缆阻力系数、单位长度质量、重心浮心水动力中心位置及拖体重量等模型参数变化对导流缆拖曳系统运动的影响.结果表明,缆阻力系数、单位长度质量及拖体重量对系统运动有显著影响,而缆重心浮心水动力中心的侧向偏移则和系统的漂移现象密切相关.
- 王飞朱琨朱张立黄国樑
- 关键词：拖曳系统数值模拟
- 水下拖曳系统缆-船耦合运动模拟被引量：13
- 2011年
- 为进一步提高水下拖曳系统在不同情况下的预报精度,将水面拖船和水下拖缆视为一个相互影响的整体进行考虑,计入缆-船耦合影响及拖船自身机动影响,采用数值仿真方法探讨整个系统在桨、舵操纵等机动情况下的运动响应特征.采用经典的MMG模型和集中质量法分别描述水面母船的操纵运动和水下拖缆的动态运动,在此基础上建立船-缆耦合运动及动力边界条件将其耦合起来以形成整个系统的运动数学模型,并采用四阶龙格库塔方法积分求解.通过对比仿真计算分析了包括水面拖船在内的整个系统在各种情况下的运动响应.结果显示:当计入船缆耦合影响后,系统的速度和回转性能有所降低;水下拖缆在系统机动过程中因计入水面拖船而自身运动的影响也会表现出更为符合实际的运动特性.
- 王飞黄国樑伍生春
- 关键词：船舶操纵性数值模拟
