【英文版新刊】基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法等英文版上新！2024年第3期

To cite this article：

ZHOU H, KONG X S, LUO F, et al. TNT equivalency method in confined cabin based on structural response[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 86–95 (in both Chinese and English). DOI:  10.19693/j.issn.1673-3185.03484

英文版全文链接：

http://www.ship-research.com/en/article/doi/10.19693/j.issn.1673-3185.03484

基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法

周沪, 孔祥韶, 罗峰, 曹宇航, 郑成, 吴卫国

【研究方法】旨在揭示爆轰产物后燃烧效应对封闭空间中爆炸载荷的影响规律。通过往封闭舱室中充入氮气来抑制爆轰产物燃烧，开展在空气和氮气两种不同气体环境下封闭舱室内TNT爆炸响应试验，记录温度、压力变化历程和靶板中心点残余挠度，建立基于无量纲载荷参数的靶板变形与炸药释放能量之间的关系，并提出考虑后燃烧效应的封闭空间TNT等效方法。结果发现，由于爆轰产物燃烧能量释放量不同，在氮气环境中，封闭空间内爆炸压力、温度和靶板动态响应明显低于空气环境。内爆载荷分析需计入TNT爆炸产物燃烧释放的能量及其增强效应。

引用地址（点击阅读全文）：周沪, 孔祥韶, 罗峰, 等. 基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 86–95. 

To cite this article：WANG J X, WU S Z, LIU K, et al. Numerical simulation of interaction between bubble and free surface considering flow field viscosity[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 106–114 (in both Chinese and English). DOI:  10.19693/j.issn.1673-3185.03423

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考虑流场黏性的气泡与自由液面作用的数值模拟

王加夏, 伍师增, 刘昆, 朱方杰, 王禹凯

【研究方法】旨在探究计入可压缩性和黏性效应流场中水下爆炸气泡与自由液面相互作用时液面水冢的演化规律。首先，基于OpenFOAM的可压缩两相流求解器和流体体积法（VOF）， 建立计入流场可压缩性和黏性效应的水下爆炸气泡与自由液面耦合作用的数值模型；然后，通过与试验结果进行对比，验证数值模型的有效性；最后，研究不同流场黏性和不同距离参数对气泡脉动过程及液面水冢运动的影响。结果显示，流场黏性效应对于水冢高度、气泡脉动周期、气泡脉动尤其是反弹阶段的气泡形态均有重要影响；低黏度流体中环状气泡形态不易于保持，易出现环状气泡的撕裂现象；随着距离参数的增大，自由表面和气泡之间的耦合效应逐渐减弱，气泡脉动周期增大，主峰和二次水冢尖峰的高度减小，同时主峰和射流的宽度逐渐增大。

引用地址（点击阅读全文）：王加夏, 伍师增, 刘昆, 等. 考虑流场黏性的气泡与自由液面作用的数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 106–114. 

To cite this article：YAO M L, HOU H L, LI D. Protective characteristics of energy absorbing elements under typical cabin explosion loads[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 182–192 (in both Chinese and English). DOI:  10.19693/j.issn.1673-3185.03357

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典型舱内爆炸载荷作用下吸能元件防护特性研究

姚梦雷, 侯海量, 李典

【研究方法】旨在探讨舱内爆炸冲击波与准静态气压载荷共同作用下的抗爆吸能芯层设计方法。采用有限元数值计算，分析屈服型和屈曲型这2种典型吸能元件在舱内爆炸冲击波与准静态气压载荷作用下的特性（如载荷削弱因子、吸能特性、变形破坏模式以及下面板中心点的最大位移），获得抗爆吸能芯层的防护能力特点。随后，基于此提出一种抵抗舱内爆炸冲击波与准静态气压载荷共同作用的双刚度吸能元件，并通过仿真与上述2种典型吸能元件进行对比。结果表明：在爆炸冲击波载荷作用下，屈服型吸能元件载荷耗散与吸能能力优于屈曲型；在准静态气压载荷作用下，屈服型吸能元件变形受载荷作用时间影响较大，而屈曲型吸能元件的变形几乎不受作用时间的影响；在冲击波和准静态载荷的共同作用下，双刚度吸能元件的防护能力优于单刚度的上述2种典型吸能元件。

引用地址（点击阅读全文）：姚梦雷, 侯海量, 李典. 典型舱内爆炸载荷作用下吸能元件防护特性研究[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 182–192.

To cite this article：ZHANG B W, NIE C X, JI X, et al. Analysis of protective performance of large ship's cylindrical underwater protection structure[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 193–204 (in both Chinese and English). DOI:  10.19693/j.issn.1673-3185.03468

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大型舰船圆筒型水下防护结构性能分析

张博文, 聂晨曦, 姬祥, 明付仁, 张阿漫

【研究方法】针对传统“空舱−液舱−空舱”三舱型防护结构重量大、防护效率较低的问题，探讨圆筒型水下防护结构的防护性能。建立基于任意拉格朗日−欧拉（ALE）算法的数值模型，通过典型的结构接触爆炸算例，验证ALE算法的精度；然后在此基础上分别建立传统的三舱型防护结构和圆筒型防护结构模型，通过数值模拟分析相同药量水下接触爆炸后的应力、应变最大值以及能量吸收等特征参数，从而得到各自的防护性能。结果显示，圆筒型防护结构防御纵壁的位移小于防水纵壁的位移，这与传统三舱型防护结构的规律相反；甲板、双层底结构吸收的能量相比传统防护结构少了9.92%，具有明显的垂向抗变形优势。

引用地址（点击阅读全文）：张博文, 聂晨曦, 姬祥, 等. 大型舰船圆筒型水下防护结构性能分析[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 193–204. 

To cite this article：CHENG B G, HAO J F, QIANG Z X, et al. Lines optimization of river cruise ship based on numerical simulation of resistance and self-propulsion[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 217–223 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03247

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基于阻力和自航数值模拟的内河邮轮线型优化

程保国, 郝金凤, 强兆新, 张成舜

【研究方法】基于阻力和自航数值模拟，以阻力和收到功率为优化目标，对一艘内河邮轮开展线型优化。首先进行船体艏部线型优化，以阻力为优化目标，基于艏部线型参数化变换和阻力CFD计算，得到优化船型1；然后开展船体艉部线型优化，以收到功率为优化目标，通过艉部线型参数化变换、阻力和自航CFD计算，得到最终优化船型。CFD计算结果表明，相较于初始船型，最终优化船型的有效功率降低了5.17%，收到功率降低了7.11%。

引用地址（点击阅读全文）：程保国, 郝金凤, 强兆新, 等. 基于阻力和自航数值模拟的内河邮轮线型优化[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 217–223.

To cite this article：YE L Y, WANG C, SUN C, et al. Mathematical expression method for geometric shape of toroidal propeller[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 224–233 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03419

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环形螺旋桨几何形状的数学表达方法

叶礼裕, 王超, 孙聪, 郭春雨

【研究方法】环形螺旋桨因其独特的外形，可有效减少梢涡泄出，有利于降低水动力噪声，提高推进效率，但同时也因其复杂的外形，难以采用常规螺旋桨的数学表达方法来对其几何外形进行建模，因此，需研究新型环形螺旋桨几何形状的数学表达。首先，详细介绍环形螺旋桨的结构特点和优势；然后，在参考常规螺旋桨几何形状数学表达的基础上，引入轴距、外侧角、侧倾角和竖直角等几何参数，以几何型值参数沿轴距方向分布的方式，详细推导环形螺旋桨的三维坐标数学公式，从而建立环形螺旋桨的数学表达方法；最后，以某一环形螺旋桨的型值为例，验证所提环形螺旋桨数学表达方法的可行性。结果显示，采用所提方法能够光顺地建立环形螺旋桨的几何外形。

引用地址（点击阅读全文）：叶礼裕, 王超, 孙聪, 等. 环形螺旋桨几何形状的数学表达方法[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 224–233. 

To cite this article：RUAN Z B, WANG F. Unsteady response function and acoustic radiation analysis of Cascade [J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 234–240 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03274

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平面叶栅非定常响应函数及声辐射分析

阮智邦, 王芳

【研究方法】针对叶栅在湍流中的脉动压力和声辐射问题，介绍并推导叶栅响应函数理论。该理论假设叶栅叶片无厚度，通过Wiener−Hopf方法求解叶栅散射场积分表达式，得到叶栅散射场速度势的解析表达式和叶栅表面非定常压力系数，再进一步得到叶栅外部流域的辐射声功率。采用解析公式计算叶栅的压力系数和辐射声功率，并与数值法进行对比，然后进一步将该函数推广应用至水下计算，对叶栅响应函数与Sears函数预报的叶栅表面非定常力进行比较。结果表明，采用解析法与数值法计算得到的结果吻合较好，叶栅响应函数与Sears函数计算得到的叶栅非定常升力系数频谱曲线趋势一致。

引用地址（点击阅读全文）：阮智邦, 王芳. 平面叶栅非定常响应函数及声辐射分析[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 234–240. 

To cite this article：HUANG Y C, HE Y P, QIU M, et al. Overall vibration-reduction technology of FPSO topsides based on elastic connection[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 278–291 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03304

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基于弹性连接的FPSO上部模块整体减振技术

黄雨促, 何炎平, 仇明, 刘亚东, 李铭志

【研究方法】针对浮式生产储卸油装置（FPSO）作业时上部模块的振动响应，为减少振动能量向船体的传递，同时改进上部模块与船体之间的连接，提出一种基于上部模块与船体弹性连接的整体减振技术。首先，利用弹性支座将上部模块与船体进行弹性连接，根据FPSO在作业海域加速度响应预报的极值来确定弹性支座的设计载荷和内部结构；然后，采用有限元方法分析弹性支座的受力与变形特性，并通过线性拟合获得弹性支座的等效刚度；最后，将弹性支座等效为线性弹簧，分别通过数值模拟和理论分析来研究模块结构的振动响应和弹性支撑系统的动力传递特性。结果表明：应用该减振技术之后，上部模块的减振效率高达30%以上，同时还可使船体取得良好的隔振效果。

引用地址（点击阅读全文）：黄雨促, 何炎平, 仇明, 等. 基于弹性连接的FPSO上部模块整体减振技术[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 278–291. 

To cite this article：MA X L, WU H, ZOU D L, et al. Online high-precision identification method for ship propeller thrust[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 310–318 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03112

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船舶螺旋桨推力的在线高精度辨识方法

马相龙, 吴昊, 邹冬林, 薛林, 塔娜, 饶柱石

【研究方法】螺旋桨推力在轴系上产生的微弱形变信号易被干扰噪声所淹没，导致难以准确测量其推力，故提出一种在低信噪比下仍具有很高精度的螺旋桨推力测量方法。综合考虑测量数据误差的影响以及数据中潜藏的力学机制，基于Kalman滤波结合推力–位移状态方程建立轴系推力辨识模型，并以恒定转速、变转速及低频波动转速3种工况为例开展轴系推力测量研究，分析不同信噪比下该方法的推力辨识精度与鲁棒性。研究结果表明，当信噪比仅为20 dB时，推力辨识的最大相对误差仅为3.56%，验证了其在低信噪比下的高精度辨识能力与鲁棒性。

引用地址（点击阅读全文）：马相龙, 吴昊, 邹冬林, 等. 船舶螺旋桨推力的在线高精度辨识方法[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 310–318.

To cite this article：ZHAO Z J, LIU L T, WANG L P. Research on DOA technique of non-ideal array based on rotating projectile[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(3): 337–343 (in both Chinese and English). DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.03319

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基于旋转弹体的非理想阵列测向技术研究

赵梓君, 刘鲁涛, 王乐萍

【研究方法】针对旋转弹测向系统在飞行过程中由强杂波环境带来的误差干扰进行研究，提出一种实时校正的波达方向（DOA）估计算法。该算法利用阵列旋转角度这一先验条件，基于最大似然（ML）准则，实现对共形阵列误差和信号空域−极化域参数的联合估计。仿真实验表明，该算法对存在方位依赖的幅相不一致性误差的阵列系统，可以实现在线的误差和信号参数联合估计，且该算法的估计性能均与阵列平台旋转次数和信噪比（SNR）相关，当旋转次数达到24以上时，在低信噪比为10 dB情况下空域参数估计误差在1°以下。

引用地址（点击阅读全文）：赵梓君, 刘鲁涛, 王乐萍. 基于旋转弹体的非理想阵列测向技术研究[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(3): 337–343. 

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