推进轴系是船舶动力传递的核心,其回旋振动特性直接影响航行安全与乘客舒适性。传统的轴系设计依赖有限元数值模拟和多次迭代的试错模式,存在建模复杂、计算耗时多、设计周期长等问题。正向设计与传统迭代试错模式不同,其是一种以目标性能为导向,直接获得满足性能要求的产品关键设计参数的设计方法。为解决上述难题,该文提出一种轴系正向设计方法。首先,基于ANSYS APDL软件建立了典型推进轴系的参数化有限元模型,并通过与文献结果对比验证了有限元模型的计算准确性,在此基础上批量生成包含1 000组设计参数与对应前3阶回旋振动固有频率的数据集。其次,构建了深度神经网络预测模型,实现了从轴系设计参数到回旋振动固有频率的高精度快速预测,测试集决定系数 R ²达0.981,平均误差为1.41%。最后,搭建了预测网络与生成式网络串联的正向设计模型,实现了从目标振动频率到关键设计参数的映射,设计结果的1阶基频误差小于5.5%。结果表明,文中方法准确性较高,且能有效缩短轴系设计周期,有助于船舶推进轴系的智能化和高效设计。

船体振动是船舶在航行过程中由于各种原因产生的振动,船上90%的振动源于螺旋桨的脉动压力,其可激起艉部振动、上层建筑振动和局部振动。特别是在螺旋桨上方区域,往往由螺旋桨脉动压力而激起局部结构共振或强迫振动,进而造成结构疲劳破坏或居住舒适度减小,因此减少螺旋桨脉动压力产生的振动很有必要。在螺旋桨设计初期,过于复杂的脉动压力计算方法便捷性不高,设计出1款能快速估算螺旋桨脉动压力的软件十分重要。该文基于QT平台和MATLAB软件混合编程,采用经验公式法,开发了1款船舶螺旋桨脉动压力快速估算软件,探讨了脉动压力的影响因素及其变化规律。结果表明：船舶剖面形状参数、船舶种类和螺旋桨转速对螺旋桨脉动压力影响较大。该项研究成果可为船舶减振降噪提供参考。

喷水推进泵一般选用轴流泵或导叶式混流泵。高比转速的混流泵和轴流泵在流量-扬程曲线上容易出现驼峰甚至双驼峰,当运行在驼峰区域时,泵和整个系统都可能会出现流动紊乱和振动噪声加剧等问题。在舰船变速航行时,喷水推进泵需要相应地改变转速;在变速过程中,喷水推进泵可能会进入驼峰区域,不利于舰船高效且低噪声地航行,进而影响乘员的舒适度与舰船的隐蔽性,甚至会对推进系统造成破坏。该文研究对象为带导叶的混流式喷水推进泵,基于标准轴（混）流泵试验台和高精度试验测试方法,获得了试验泵的水力性能曲线,试验发现其存在明显的能量特性曲线驼峰现象且伴随振动加剧;根据喷水推进泵试验泵几何模型建立了流体域三维模型,并采用精细化结构化网格划分。研究发现：在波谷工况时,叶轮流域内在展向高度较高位存在明显的低速涡团,不同流道间的低速涡团存在结构和尺度差异;A区域中的流速虽然较低但仍然呈螺旋前进,B区域中流速更低且旋转程度更大,C区域中的流速比A和B区域中稍高。而在波峰工况时,叶轮流域中的流动更均匀且更平顺,在流道中的稳定流动结构明显减少。