高性能船舶及海洋工程用钢的开发
摘 要：对高性能船舶及海洋工程用钢的需求背景与研究进展进行了综述，并介绍了高品质船舶及海洋工程用钢的发展方向。海洋石油工业的飞速发展给造船及海洋工程用钢提出了高强度、高韧性、大线能量焊接、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大尺寸规格的要求。
舰船与能源装备用钛合金研究进展
摘要: 钛具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁等特点, 特别是具有良好的耐海水和海洋大气腐蚀性能, 是理想的海洋工程用材料, 被誉为“海洋金属”。我国从20 世纪60 年代开始开发舰船用钛合金, 形成了不同强度级别的钛合金牌号, 在能源开采装备用钛材的研究和应用方面起步较晚, 目前仍处于起步阶段。随着建设海洋强国战略的提出, 我国海洋发展从浅海走向深海、远海, 钛及钛合金在海洋工程领域应用的优势更加凸显出来。从舰船用钛合金和能源装备用钛合金两个方面介绍了我国海洋工程领域用钛合金材料的研究现状, 简述了海洋工程领域用大规格钛合金铸锭及构件制备技术、低成本制备技术及能源开采装备用钛合金无缝管材制备技术等方面的研究进展, 并提出了目前存在的主要问题, 以期为舰船及能源装备用钛合金材料及其构件制备技术的研究提供参考。
复合材料自动化制造技术在船舶领域的应用进展
摘要:复合材料因其优异的性能在船舶制造领域得到了广泛应用。传统的手工成型是复合材料船舶制造的主要方式，但它已经无法满足现代船舶对高性能和快速制造的需求。这一挑战催生了复合材料自动化制造技术的兴起，逐步改变着船舶制造的模式。先进自动化制造技术的引入，如3D打印、自动铺放、树脂智能化灌注以及自适应模具辅助成型等技术，显著提高了制造效率并保证了产品质量的一致性，为船舶制造领域带来了新的活力和机遇。本研究详细介绍了４种先进复合材料自动化制造技术，并综述各项技术在船舶制造领域中的实际应用，探讨其优势和局限性，以期为国内船舶制造领域的未来发展提供思路。
船舶燃料电池电极材料及连接体涂层研究进展
摘要: 燃料电池动力船利用固体氧化物燃料电池( SOFC) 提供动力，其中电极材料和连接体涂层对电池性能的影响至关重要。目前常使用的钙钛矿(LSM) 阴极材料在中低温下存在导电率低的问题，Ni基阳极材料存在积碳问题，铁素体不锈钢( FSS) 连接体存在阴极“铬中毒”和高温导电性及抗氧化性差的问题。对此，混合离子导体阴极材料、双钙钛矿氧化物阳极材料和连接体涂层成为改善SOFC 性能的有力材料。本研究综述了电极材料和连接体涂层的发展状况，并提出了进一步改善电极材料和涂层性能的展望。
船用巴沙木芯钢—复合材料接头性能优化设计
摘要: 为提高船用巴沙木芯钢—复合材料接头承载能力，采用有限元模拟对其进行性能优化。首先利用Abaqus 软件中的VUMAT 子程序构建了巴沙木材料失效准则，随后建立胶接巴沙木夹芯钢—复合材料连接接头的模型，经由计算结果同实验结果的对比来证实仿真的精准性。同时分析原始结构失效原因，并对其进行钢板末端改为完全延伸的形式和增加木芯转角的初步形状优化，接着通过SIGHT 软件集成实验设计（DOE）模块中的最优拉丁超立方算法进行设计采样，根据采样点构建响应面模型，最终将结构质量、极限承载力和刚度作为优化目标函数，基于NCGA 遗传算法对巴沙木芯钢−复合材料接头开展了多目标优化。优化后的结构比初始方案的质量下降17.4%，极限承载力提高13.1%。
船舶基座轻量化设计方法研究
摘要: 以船体基座轻量化为目标，分别从结构设计和材料设计的角度对基座进行轻量化设计。从结构设计出发，采用依赖于经验的分块化设计方法和结合有限元-优化算法的拓扑优化与参数优化设计方法减小结构的体积；从材料设计出发，通过应用碳纤维T700 新型复合材料代替原有的钢制结构来减轻结构的密度。研究表明，由于不同方法的减重原理不同，优化后的减重效果和力学性能均存在差异，拓扑设计减重效果最好，减重率达62.8%，参数设计的应力和位移优化效果最好，最大应力和位移的增大率仅为5.8% 和22.1%。在实际应用中要根据不同情况选择合适的轻量化设计方法，研究结果可为船舶轻量化设计提供一定参考。
仿生水下机器人发展现状及关键技术分析
摘要: 与传统的轴向螺旋桨水下航行器相比，仿生水下机器人具有更安静的驱动、更高的推进效率和更强的机动能力，仿生水下机器人正逐渐成为水下探测和作业的重要工具。仿生水下机器人依据其模仿对象不同，可分为仿鱼型、仿多足爬行动物型以及仿软体动物等类别，本文旨在综述仿生水下机器人的研究进展包括一些新型仿生水下机器人及其推进方式和未来发展趋势。已有研究表明，仿生水下机器人通过模拟水生生物的游动方式、感知机制和行为特性，展现出较传统水下设备更高的机动性、适应性和智能水平，具有重要的科研价值和巨大的实际应用潜力。
深海拖曳式自主水下航行器发展现状与关键技术
摘要:相较于内置传感器的一般自主水下航行器（AUV），拖曳式AUV具有测量设备空间限制小、有效载荷更换方便、自干扰小等优势，在中小尺度、快变过程的深海观测发挥了重要作用。通过梳理拖曳式AUV在国内外的发展现状，根据拖曳作业特点分析拖曳式AUV总体设计、耦合动力学分析、自主控制和智能决策规划等关键技术问题，指出专业化的拖曳载体、专用化的拖曳负载和网络化的作业场景是拖曳式AUV设计和应用的发展方向，为拖曳式AUV在水下精细探测的应用提供参考。
超临界二氧化碳发电系统在未来舰船动力领域的应用前景与关键技术分析
摘要:超临界二氧化碳（S-CO2）发电系统以S-CO2 作为工质，基于真实气体的闭式布雷顿循环，通过直接或间接方式将热源释热转换为电能，具有功率密度高、循环效率高等优势，可以较好地满足未来舰船动力发展的需求。通过介绍S-CO2 发电系统的技术特点及其近60 年的发展历程，提出面向舰船总体设计和动力系统应用的 7 种关键技术，涵盖总体设计、协调匹配、运行控制、电磁兼容、减振降噪、工质控制、安全可靠等方面，并基于系统工程方法论，梳理并提出舰船S-CO2 发电系统设计的总体思路。
基于吸隔声超材料的舰船声隐身技术研究进展
摘要: 随着水下探测技术的多元化发展，探测精度与分辨率持续提升，以消声瓦为代表的传统声隐身技术面临低频声波吸收性能不足的问题。而声学超材料凭借其独特的“小尺寸调控大波长”物理特性，在船舶振动噪声控制领域展现出巨大的应用潜力，为此，系统梳理船舶声隐身技术的主要技术路径及其技术瓶颈，重点从作用机制和工程应用两个维度深入探讨声子晶体、薄膜型超材料和亥姆霍兹型超材料在空气介质中的声学调控特性。随后，基于现有研究成果进一步探讨基于超材料的水下声学覆盖层的应用，展望其未来的发展趋势。
