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1. 基于人工神经网络和遗传算法的喷水推进泵叶轮和导叶匹配优化方法研究

王俊, 范佘明, 蔡佑林, 尹晓辉, 冯超

船舶 2023, 34 (06): 65-72. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.06.065

摘要（72）

PDF （1645KB）（131）

为提升喷水推进泵的水力性能,对现有水力模型动叶轮和导叶体的叶片几何形状进行匹配优化设计。该文针对影响喷水推进泵性能的叶轮叶片载荷、导叶叶片载荷、积迭位置等参数,采用拉丁超立方抽样方法进行样本空间采样,应用RANS方程对各样本进行定常数值求解,得到泵的性能参数,基于人工神经网络,建立泵设计参数和性能参数之间的映射响应模型,并以效率最高为目标,采用遗传算法进行优化,获得性能优异的喷水推进泵水力模型。该过程迭代循环自动完成,可缩短水力模型的设计开发周期。结果表明：优化后,在保持泵扬程不变的情况下,内流场显著改善,计算设计点效率达到91.8%,经过试验验证后效率达到88.9%,高效区流量范围拓宽15%。

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2. 基于陀螺减摇装置的船舶横摇减摇研究

刘义, 夏召丹, 汤雅敏, 张杰杰, 范佘明

船舶 2022, 33 (04): 124-131. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2022.04.124

摘要（264）

PDF （739KB）（493）

船舶在航行过程中需要减摇系统来抵抗风浪,从而使其能够稳定作业,并提高安全性和船员的舒适度。陀螺减摇装置作为一种非常有效的减摇装置,其优点是其完全在船体内发挥作用,不需要足够的可移动质量来产生控制力矩。该文首先建立了船舶在随机海浪中的非线性波浪力扰动模型,并结合陀螺减摇装置工作原理,建立船舶与陀螺减摇装置联合动力学模型,分别为自然驱动和控制器驱动的2种陀螺稳定器模型,构造了相应的MATLAB Simulink船舶运动控制仿真框图。仿真结果表明：自然驱动和控制器驱动的陀螺稳定器都能通过轮子高速旋转和进动角变化的陀螺效应来减小横摇。与自然驱动的陀螺稳定器相比,控制器驱动的陀螺稳定器能更有效地减少船舶非线性横摇运动。

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3. 机器学习在船舶不沉性设计策略中的应用

杨春蕾, 黄晓皓, 盛庆武, 王金宝, 潘常春, 范佘明

船舶 2022, 33 (04): 82-87. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2022.04.082

摘要（137）

PDF （642KB）（207）

船舶不沉性是衡量船舶生命力的重要性能,也是优选水密分舱策略的关键指标,但时间成本高仍是制约不沉性寻优实用化的难点。随着机器学习技术应用不断深入,将提供更有效的途径。该研究基于强化学习的粒子群算法求解不沉性分舱优化问题,实现集成机器学习模块和不沉性设计模块的优化系统开发和界面设计,讨论算法中不同参数的设置对寻优能力的影响。通过寻优解的分析,表明该方法能够高效地找到较优的分舱方案,为制定科学的分舱策略等方面提供依据。

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4. 基于自动控制的两船并行航行自航模型测试平台

封培元, 刘义, 范佘明

船舶 2021, 32 (05): 87-93. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2021.05.087

摘要（158）

针对海上两船并行航行的自动航行控制模型试验需求,专门研制了基于六自由度光学系统的基于自动控制的模型测试平台。文章阐述了该测试平台的组成、功能和使用方法,并分析其相比于传统测试设备的特色和优势。利用该测试平台在中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）大型拖曳水池中开展了两船并行航行模型试验,验证该测试平台的有效性。该项研究为自动航行控制技术在海上两船并行航行中的应用奠定了扎实的基础,并为此类先进测试平台的研发提供参考。

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5. 油船强迫横摇试验及分析研究

刘小健, 陈禧, 聂军, 王志南, 范佘明

船舶 2020, 31 (02): 87-92. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2020.02.087

摘要（128）

采用自制的横摇试验设备和控制系统,进行油船船模在三种横摇幅值下的强迫横摇试验,横摇试验周期为0.8~20 s,全方位探究零航速不同横摇周期时强迫横摇力矩以及力矩和运动之间相位的变化规律。试验发现,随横摇周期的增大,横摇力矩先减小,试验周期到达横摇固有周期附近时横摇力矩最小,之后横摇力矩逐渐增大,当横摇周期很长,船舶横摇缓慢,此时横摇力矩基本保持不变;同一横摇周期和不同横摇幅值下,横摇力矩与横摇幅值成倍数关系。随着横摇周期的减小,附加惯量成线性增加,横摇阻尼非线性明显,并随横摇幅值的增加而增大。

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6. 超大型集装箱船全浪向波浪增阻预报技术研究

封培元, 沈兴荣, 范佘明, 王金宝

船舶 2019, 30 (06): 109-115. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2019.06.109

摘要（133）

随着IMO最小推进功率规范的实施和ISO-15016实船测试航速修正方法的修订改版,波浪增阻研究引起广泛关注,成为当前船舶耐波性领域研究的热点和难点。虽然国际上针对迎浪情况的船舶波浪增阻已开展过较为广泛的研究,但对于斜浪和随浪等全浪向中的波浪增阻预报尚未取得突破性进展。该文首先阐述全浪向中的波浪增阻数值计算与模型试验方法,然后针对2万箱超大型集装箱船开展全浪向中的波浪增阻数值计算与模型试验研究。通过与商业软件和荷兰MARIN水池试验结果的比较,证明数值预报方法有效且计算结果优于商业软件、模型试验方法可行。研究成果可用于船舶在全浪向中的波浪增阻预报,进而可用于实船测试航速修正和最小推进功率规范校核等,具有较好的工程应用价值。

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7. 基于分离涡模拟的对转舵桨水动力性能数值分析

王志勇, 范佘明, 孙群, 张晨亮

船舶 2019, 30 (03): 11-20. DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2019.03.011

摘要（128）

基于OpenFOAM软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟（IDDES）模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换（FFT）对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭矩系数以及推进器效率的误差分别在3%、2%和5%左右,验证了该数值方法的可行性。对转舵桨数值计算结果提示：压差阻力是吊舱和立柱阻力的主要成分,在立柱的前端存在回流,对立柱的优化设计可以从这两方面入手;立柱和吊舱的存在能够减小轴承力导致的振动。

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8. 船体后体形状对船舶操纵性的影响研究

刘小健;张晨亮;夏召丹;王大建;范佘明;

船舶 2018, 29 (05): 93-97.

摘要（49）

在型线优化过程中,综合考虑阻力、操纵水动力性能,为能设计出综合性能优的船舶线型奠定基础。采用平面运动机构(PMM)进行某船F1A1以及F1A3两线型在设计吃水状态下的直航、斜航运动和摇首运动等试验,对两型船的阻力进行分析,回归得到相关的水动力系数,分析后体形状对船舶操纵水动力的影响,并通过数值模拟,分析两船的回转性、应舵性和航向纠偏能力。

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9. 自航船模直流电机遥控遥测系统研究

聂军;杨素军;范佘明;余滋红;

船舶 2008, 19 (01): 28-31.

摘要（53）

自航船模直流电机遥控遥测系统是一种新型的船模试验测试装置,由硬件和软件两部分组成。可根据船模试验的需求和特点,进行合理配置和软件开发,而且该系统还采取了抗电磁干扰和紧急停机等措施,可确保测试信号的可靠性以及安全性。通过对一艘4000 TEU集装箱船自航船模的直流电机进行测控试验,结果表明,该系统测检精度高、性能稳定、安全可靠,具有较高的推广应用价值。

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10. 船舶在波浪中阻力增加预报研究进展

夏利清;范佘明;

船舶 2005, 16 (06): 6-8.

摘要（46）

从数值计算和模型试验两个方面,介绍船舶在波浪中阻力增加预报的研究进展,分析各种方法的基本原理,提出阻力增加预报的发展方向。

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11. 船舶在随浪中的运动与横甩预报

范佘明

船舶 2001, 12 (01): 38-42.

摘要（36）

本文在水平的随船坐标系下 ,建立了船舶在波浪中的六自由度操纵运动方程。进行船舶在波浪中的回转运动和 Z形操纵运动模型试验 ,验证数学模型的正确性。通过不同波浪和航速条件下船舶 Z形操纵运动的模拟计算 ,预报船舶在随浪中的横甩 ,预报结果与试验结果比较一致。

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12. 整流球首的研究

范佘明,钱文豪,蔡荣泉

船舶 1999, (02): 4-.

摘要（27）

目前，有关整流球首的应用尚存在一定的争议，在欧洲尤其是德国应用较多，而在其他国家的船型设计中则很少采用。本文以３５００ＴＥＵ集装箱船和４００００ＤＷＴ化学品船为例，应用船模试验和理论计算方法，对整流球首的减阻效果、适用范围和设计方法作了进一步的探讨。

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13. 补偿导管推力的试验研究

钱文豪,莫诚,卫燕青,赵汉魂,蔡跃进,范佘明

船舶 1997, (02): 7-.

摘要（31）

补偿导管于1984年3月14日首次装船至今，已有数百艘实船采用了该节能装置投入营运，实船使用证实了船模试验所预报的节能效果4～10％。本文介绍在一艘5000吨多用途货船模型阻力自航试验过程中进行补偿导管推力的试验研究。该船模所安装的补偿导管上测得正推力，表明其推力大于自身的阻力，但其量级很小，不是补偿导管产生节能效果的主要原因。

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