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2016年  第11卷  第1期

《中国舰船研究》2016年第1期目录
《中国舰船研究》编辑部
2016, 11(1): .
摘要:
[1] 航空母舰发展的思考…朱英富,熊治国,胡玉龙(1)[2] 水面舰艇作战系统的回顾和展望…潘镜芙,董晓明(8)[3] 发展绿色舰船,抢占未来舰船发展制高点…马运义(13)[4] 舰船装备保障流程管理…朱石坚(19)[5] 高强度钢在潜艇应用中的若干重要问题综述…杨建明,张新宇,刘朝骏(27)[6] 水下爆炸气泡及其对结构毁伤研究综述…姚熊亮,刘文韬,张阿漫,刘云龙(36)[7] 舰艇抗爆抗冲击技术现状和发展途径…刘建湖,周心桃,潘建强,王海坤(46)[8] 流致噪声机理及预报方法研究综述…王春旭,吴崇建,陈乐佳,邱昌林,熊济时(57)[9] 我国舰船中压直流综合电力系统研究进展…付立军,刘鲁锋,王刚,马凡,叶志浩,纪锋,刘路辉(72)[10] 石墨烯及其在金属防腐中应用的研究进展…龚佑宁,于连江,潘春旭(80)[11] 等离子体技术处理舰船固体废弃物的进展…吕东方,于开录,岳强(89)[12] 新概念穿梭艇自航模操控系统试验研究…王健,刘旌扬,魏成柱,李英辉,易宏(95)[13] 实验尺度无人水下滑翔机设计与试验…杨海,刘雁集,张凯(102)[14] 基于惯容器的机械振动被动控制系统传递特性分析…刘彦(108)[15] 基于数字样机的舰船维修性设计分析技术…方强,王松山,祝泓,张平(114)[16] 大型舰船物资转运瓶颈解析计算及分段优化方法…金迎村,宗砚,王皎(121)[17] 船舶纵向下水曲线直接计算法…林诗尧,孙江龙,曾荆州,解德(128)[18] 舰船集成冷媒水系统损害检测…徐新华,李伟光,谢军龙(135)[19] 《中国舰船研究》创刊10周年发展回顾及文献计量学分析…易基圣,喻菁,许建(143)
航空母舰发展的思考
朱英富, 熊治国, 胡玉龙
2016, 11(1): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.001
摘要:
针对航空母舰(简称“航母”)的发展规划和研制,系统总结分析国外航母装备发展的主要趋势及研制发展的主要特点,重点从航母论证、设计及新型装备技术发展等方面归纳后续航母研制发展的潜在方向,结合航母发展实际,在吸收借鉴国外航母装备发展的先进理念和发展经验基础上,从关键装备技术发展、编队统筹建设、系统工程、人机系统集成和航母文化等方面提出航母建设与研制的建议与想法。
水面舰艇作战系统的回顾和展望
潘镜芙, 董晓明
2016, 11(1): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.002
摘要:
介绍国内外水面舰艇作战系统的概况,回顾我国驱逐舰作战系统的研制过程。对水面舰艇作战系统的发展方向进行探讨:应实现平台与负载性能综合兼优;应优化作战系统的体系结构,采用开放式体系结构(OA)的全舰计算环境(TSCE)及应用软件的集成模式;改进信息交换接口设计和数据集成,采用可扩展标记语言(XML)和数据集成总线技术(数据分发服务中间件、企业服务总线);采用面向服务与云计算技术;加强无线通信,实现联合作战。
发展绿色舰船,抢占未来舰船发展制高点
马运义
2016, 11(1): 13-18,26. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.003
摘要:

针对舰船装备发展面临的低碳、环保等热点问题,阐述了“绿色舰船”和“绿色舰队”的内涵,介绍了美、欧等世界先进海军国家绿色舰船的发展现状。从节能、减排、防污和能源安全等角度,分析了我国海军发展绿色舰船的必要性。提出了发展绿色舰船应采取的系统性举措,包括:加强战略规划论证、更新舰船设计理念、注重绿色能源探索、强化配套装备研发、提升绿色建造能力、重视绿色管理研究、关注国际绿色舰船装备与技术新动向、积极开展国内外交流和合作等。

舰船装备保障流程管理
朱石坚
2016, 11(1): 19-26. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.004
摘要:
舰船装备保障仍处于职能管理阶段,难以满足新形势下快速、全面、持续、精确保障等要求,实施高效合理的舰船装备保障流程管理,对减少保障资源需求、提高保障效率具有重要意义。为此,在全面分析舰船装备保障流程管理的内涵、特点与意义的基础上,将舰船装备保障流程划分为业务流程、管理流程、辅助流程3个类别和海军级、部门级、岗位级3个层次,对舰船装备保障流程建设与实施的原则和方法进行研究,提出了舰船装备保障流程再造的时机、目标和方法等,并以舰船装备保障模式由技术支援型向总体技术责任型转变为例,说明了装备保障流程再造的过程。
高强度钢在潜艇应用中的若干重要问题综述
杨建明, 张新宇, 刘朝骏
2016, 11(1): 27-35. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.005
摘要:

随着潜艇下潜深度的增加,必须采用更高强度的材料。高强度钢仍然是建造潜艇艇体的主要材料,而更高等级高强度钢在使用中存在一些不利因素:相对疲劳强度降低、塑性储备下降、对结构和制造缺陷的敏感性提高、加工难度增大、对偏离工艺流程的敏感性提高、残余应力增加等。根据高强度钢的特点,从强度储备、主体结构计算、高应力局部结构形式及其低周疲劳试验、制造工艺及其检验技术,以及验证试验等诸多方面,对高强度钢在潜艇应用研究中需特别关注的问题进行了综述,并结合工程实践,提出了相关观点。

水下爆炸气泡及其对结构毁伤研究综述
姚熊亮, 刘文韬, 张阿漫, 刘云龙
2016, 11(1): 36-45. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.006
摘要:
水下爆炸,特别是近场水下爆炸,会对舰船结构造成严重的毁伤,研究表明,水下爆炸气泡将与含初始毁伤的结构产生强烈的耦合效应,造成二次毁伤。水下爆炸气泡与自由面、壁面、弹性结构等不同边界的相互作用是流体力学和流固耦合领域的研究热点,有很多机理性问题亟待解决。围绕水下爆炸气泡对结构的毁伤,从实验研究、理论研究、数值研究等方面阐述该领域国内外的研究现状。在现有的研究动态中,仍存在着不足,一些问题仍需深入研究,例如,要研究水下爆炸冲击波对水中结构造成破口后,气泡与具有初始破口的不完整边界的耦合动力学特性,并计入结构的弹塑性、自由液面效应、气泡周围流场的可压缩性、气泡的初始形状以及气泡内部的温度变化,探索气泡的“腔吸现象”、射流特性及其载荷规律。
舰艇抗爆抗冲击技术现状和发展途径
刘建湖, 周心桃, 潘建强, 王海坤
2016, 11(1): 46-56,71. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.007
摘要:
抗爆抗冲击能力是舰艇生命力的重要组成部分,直接影响着舰艇战斗力的发挥,是一项影响全舰(艇)综合性能发挥的总体能力。与世界先进的舰艇相比,我国舰艇的抗爆抗冲击能力总体上比较落后,迫切需要全面提高。提高舰艇抗爆抗冲击能力需要从资源、技术和管理几个方面共同努力,其中技术提升是非常关键的一环,而技术途径对于技术工作的效率和效益具有很大影响。首先,从技术层面综述了国内外舰艇抗爆抗冲击技术和能力的现状与发展趋势,然后,分析了制约我国舰艇抗爆抗冲击水平提升的瓶颈问题,根据工作的轻重缓急程度,给出了提升舰艇抗爆抗冲击能力的技术途径建议,可为舰艇抗爆抗冲击研究、设计与评估工作提供参考。
流致噪声机理及预报方法研究综述
王春旭, 吴崇建, 陈乐佳, 邱昌林, 熊济时
2016, 11(1): 57-71. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.008
摘要:
从自由湍流噪声、壁面湍流噪声、转子噪声和空腔流动4 个方面对流致噪声机理及预报方法进行综述。对目前工程应用中的3个主要流致噪声预报方法,即Lighthill声比拟理论、Kirchhoff方法和涡声理论的基本原理及适用性进行详细讨论,并对流致噪声数值模拟方法进行总结。其中,Lighthill声比拟理论属噪声源先验理论,虽方便应用但不能描述声流相互作用基础问题;Kirchhoff方法在运用的过程中虽不需要确切获知源的属性,但声源区的计算精度很重要;涡声理论在声流相互作用等领域有着良好的研究前景。自由湍流噪声以四极子雷诺应力源为主,存在如螺旋桨等固壁边界时则会产生偶极子源,在低马赫数流动中是更为有效的声源。
我国舰船中压直流综合电力系统研究进展
付立军, 刘鲁锋, 王刚, 马凡, 叶志浩, 纪锋, 刘路辉
2016, 11(1): 72-79. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.009
摘要:
舰船综合电力系统可实现全舰能量的综合利用,被誉为是舰船动力的第三次革命。介绍了一代和二代舰船综合电力系统的技术特征。结合我国综合电力系统设备的技术现状,介绍我国一代半舰船中压直流综合电力系统的研究进展,分析了系统层面存在的难点,主要包括:系统建模和电磁暂态仿真、气轮机发电机组和柴油发电机组并联、系统稳定性分析和分层保护等,并给出了解决的方法,指出中压直流综合电力系统需要在中压直流断路器、系统储能、系统安全运行和多时间、多目标能量调控方面进一步开展研究。
石墨烯及其在金属防腐中应用的研究进展
龚佑宁, 于连江, 潘春旭
2016, 11(1): 80-88. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.010
摘要:
金属腐蚀是一个严重的全球性问题,它对国民经济造成了直接的损失,亟待开发出新型高效的金属防护技术手段。石墨烯是一种仅有单原子层厚度的新型碳材料,具有独特的结构和优异的物理化学性能。由于其具有超大的比表面积、优异的抗渗透性、高的热稳定性和化学稳定性等优点,故作为金属防护涂层有着巨大的应用潜力。简要介绍石墨烯的结构与性能、制备方法及其表征技术,综述近年来石墨烯在金属防腐领域最新的研究进展,并对今后的研究工作进行展望。
等离子体技术处理舰船固体废弃物的进展
吕东方, 于开录, 岳强
2016, 11(1): 89-94. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.011
摘要:
随着国际海洋保护法律法规的日益严格以及我国海军远洋航行任务的逐渐增加,军用舰船需要增强固体废弃物的现场无害化处理能力,使其能在世界任何水域自由航行。简要介绍73/78防污公约对固体废弃物排放的要求,以及美国海军为适应该公约而采取的处理策略。通过对现有固体废弃物处理技术的综合分析,指出等离子体焚烧技术最适合处理舰船固体废弃物,其固体残渣和尾气排放完全符合73/78防污公约。最后,介绍了等离子体焚烧技术在舰船上的应用情况。
新概念穿梭艇自航模操控系统试验研究
王健, 刘旌扬, 魏成柱, 李英辉, 易宏
2016, 11(1): 95-101. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.012
摘要:
自航模试验是研究船舶性能的有效手段。针对新概念穿梭艇,设计一种自航模操控系统。该系统包括岸上操控系统和船载自航控制系统2部分,利用无线局域网完成岸上操控系统与船载自航控制系统之间的通信;执行机构配备传感器获取反馈数据,驱动器采用成熟的可编程元件;使用Python语言编写下位机和上位机软件。将系统成功应用于新概念穿梭艇的自航模试验中,试验表明所设计的自航模操控系统可以减小开发工作量,操作方便,可扩展性和可移植性强,能够反映新概念穿梭艇的操纵性能。最后经与船模拖曳水池试验结果进行对比,证明所设计系统应用于自航模试验时能够有效获取可靠数据。
实验尺度无人水下滑翔机设计与试验
杨海, 刘雁集, 张凯
2016, 11(1): 102-107,120. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.013
摘要:
无人水下滑翔机是一种高效的水下机器人。实尺度滑翔机在一般水池内很难形成稳态的滑翔运动,不便于研究分析其动力学问题,因此设计一种实验尺度的水下滑翔机,详述滑翔机的设计、建模、控制与试验研究。首先,简述实验尺度滑翔机结构,利用CFD软件计算壳体的水动力参数。然后,根据机体的内部质量分布,建立滑翔机的动力学模型。最后,设计垂直剖面运动的线性二次型调节器(LQR)控制器与线性Kalman观测器,并在观察环节加入一定量的白噪声干扰。仿真结果表明,设计的控制器与观测器可在一定量干扰存在的情况下保证机体的正常运行。水池试验的结果表明,设计的滑翔机可在3 m水深范围完成稳态滑翔运动,并具有良好的稳定性及操纵性。
基于惯容器的机械振动被动控制系统传递特性分析
刘彦
2016, 11(1): 108-113,120. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.014
摘要:
惯容器作为一种新型的被动控制元件,给机械设备振动的被动控制设计提供了新的思路。将惯容器分别以串联和并联的方式融入隔振与吸振系统之中,获得4种易于工程实施的机械振动被动控制系统。分别建立这4型系统的数学模型,利用Matlab仿真分析其振动传递特性。结果表明:在现有的隔振系统或者吸振系统中并联惯容器并不能取得控制效果的提升;在隔振系统基础上,串联惯容器模块,可在不改变原系统高频隔振效果的基础上,有效提升中、低频,尤其是反共振峰值处的隔振效果;在吸振系统中串联惯容器,可获得2个反共振峰值,且峰值频率可通过参数变化进行调整。
基于数字样机的舰船维修性设计分析技术
方强, 王松山, 祝泓, 张平
2016, 11(1): 114-120. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.015
摘要:
针对传统维修性分析技术的准确性与直观性问题,结合舰船维修性设计的实际需求,基于虚拟样机建模、虚拟人建模与仿真、参数化维修动作建模与仿真、基于维修问题的维修性分析等关键技术,以包含界面层、应用层、对象层、技术支持层的系统框架为指导,在商业软件Jack 7.0的基础上,通过二次开发设计实现基于数字样机的舰船维修性设计分析系统。同时,以舱室内某型水质后处理设备更换滤芯维修任务为例,开展维修性设计分析、评价和改进,从技术上验证了该系统的可行性与有效性。
大型舰船物资转运瓶颈解析计算及分段优化方法
金迎村, 宗砚, 王皎
2016, 11(1): 121-127. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.016
摘要:
大型舰船物资转运属于复杂的物流过程,针对转运时间与路线、通道要素、转运设备参数互为优化约束条件的特点,建立一种基于运筹学的复杂转运路线瓶颈早期解析计算方法,在按一定原则将复杂转运路线分段后,计算分析转运路线中各分段的流量及转运时间,确定转运路线中的瓶颈环节,并对瓶颈所在分段的通道及设备进行调整,同时依据流量均衡原理对全路线各分段进行优化。该方法能够在大型舰船设计初期,针对同时在多条复杂路线进行的物资转运的情况,经过相对简单的计算和列表分析后,判断出转运瓶颈,同时还可对物资转运系统中的主要组成部分包括转运路线、通道要素、设备性能指标等的合理性进行有效分析和调整,形成较为优化的物资转运方案,减少以往进行仿真计算的时间和工作量,避免在设计后期因转运设计不合理带来总布置和设备的较大修改。
船舶纵向下水曲线直接计算法
林诗尧, 孙江龙, 曾荆州, 解德
2016, 11(1): 128-134. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.017
摘要:

提出一种船舶纵向下水曲线的直接计算法。将船体外表面假设为刚性面,利用商用有限元软件ABAQUS/AQUA模块对纵向下水曲线进行直接计算。针对一艘方形驳船,将直接计算获得的6条下水曲线与传统邦戎曲线方法的结果进行比较,两者吻合很好;通过针对一艘型线变化较大驳船的计算,发现该方法对网格尺寸不敏感,验证了所提方法的准确性和便捷性。将该方法进一步应用于Wigley船型和油船,验证了其可行性和普适性。算例表明,所提出的直接计算法具有潜在的工程应用价值。

舰船集成冷媒水系统损害检测
徐新华, 李伟光, 谢军龙
2016, 11(1): 135-142. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.018
摘要:
舰船集中冷媒水系统配置方式可以集中为舰船电子设备冷却提供保障,克服电子设备因自带冷却系统产生的寿命周期费用高、可靠性水平低等问题,能减少资源消耗,简化设备配置,优化系统设计,实现冷却资源的综合利用。集中冷媒水系统的损害检测及管理是舰船损害管制的一项重要内容。在分析舰船冷媒水系统集成及舰船损害管制的基础上,进一步探讨采用主元分析法(PCA)对冷媒水系统测量传感器的损害进行检测与诊断,并在水系统的模拟平台上对传感器的损害检测与诊断进行验证。根据水系统在正常运行条件下的系统压力传感器的测量数据建立的主元模型可解释系统方差95%以上,置信限为1.639 4。在某压力传感器损害(即故障)条件下的运行数据的Q-统计超出这一置信限,说明有压力传感器发生故障,且从Q-分布图可以看出,故障压力传感器的测量贡献率最高,占45%~75%,从而实现了故障传感器的诊断。提出一种平时与战时相结合的集中冷媒水管网的损害检测与诊断流程。
《中国舰船研究》创刊10周年发展回顾及文献计量学分析
易基圣, 喻菁, 许建
2016, 11(1): 143-148. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.019
摘要:

《中国舰船研究》创办10年来,持续推进品牌建设,期刊影响力不断扩大,在行业内树立了精品期刊形象。为促进期刊进一步发展,回顾期刊创办的历史和具体定位,介绍办刊的实践与发展,并采用文献计量学的方法揭示该刊影响因子和被引频次的增长情况,分析论文专业分布和高被引论文的特征,利用普赖斯公式与H指数相结合的方法确定核心作者队伍,并对作者所在机构的分布情况进行统计分析,以定量的方式给出该刊的发展现状。研究表明,该刊拥有一支较有代表性、具有较高影响力的核心作者队伍,形成了军工背景、总体集成、理论与工程应用相结合的办刊特色,未来应进一步壮大核心作者队伍,扩大稿源单位。