大洋钻探船技术发展现状及趋势

摘要:目前,国际大洋科学钻探共经历了4 个主要阶段:深海钻探计划、国际大洋钻探计划、综合大洋钻探计划、国际大洋发现计划,各阶段均取得了重要科学成果。其中,我国先后主导了3 个计划(4 个航次)的大洋科学钻探,并在南海取得了一系列科学成果。国际大洋科学钻探的发展阶段与大洋钻探船的发展息息相关,该文按照时间顺序介绍了国内外大洋钻探船的发展历程,重点介绍了我国首艘大洋钻探船“梦想”号的技术特点,并结合大洋科学钻探发展历程与大洋钻探船更新迭代规律,分析了大洋科学钻探技术发展趋势,为相关领域的科学研究提供了参考。

小型无人船关键技术在南极近岸海底地形调查中的应用

摘要:南极大陆是研究全球气候变化的典型区域,也是开展科学考察的“天然实验室”,挖掘南极科考潜力对提升我国在南极领域的话语权具有重要意义。南极近岸海域是全球海洋调查的重点关注区域,现场实测数据可以为合理开发利用南极资源提供数据支撑,但受其高海拔、低温、强风等极端条件影响,南极近岸海域数据资料极度匮乏。随着无人船应用领域逐渐拓宽,这一困境在未来将得到进一步解决。本文主要围绕南极近岸海域作业环境的特殊性,聚焦小型无人船关键技术,分别从船体设计与续航保障、高精度定位、自主避障、通信控制四个主要方面对南极近岸海域场景下小型无人船的具体应用进行分析,旨在完善一套能够适应极区环境作业的无人船系统模式,为未来无人智能设备在南极现场的实际应用奠定基础。

船舶清洁能源技术发展现状

摘要:[目的] 为研究船舶与海洋工程领域对应节能减排国际形势的相关措施,[方法] 阐述液化天然气(LNG)、甲醇、氨气和氢气等清洁能源在船舶领域的应用可行性与存在的问题,对船舶清洁能源的应用进展进行分析,[结果] 厘清未来船舶清洁能源的重要发展方向与应对策略,[结论] 为船舶节能减排技术发展提供参考。

面向船舶大型复杂结构的多机器人协同焊接研究

摘要:为了适应不同船舶的焊接需求,缩短船舶焊接时间,研究面向船舶大型复杂结构的多机器人协同焊接方法。构建多焊接机器人的焊接动态力平衡方程,设置约束条件并建立焊接规划模型,采用区域划分法划分舰船焊点分区,通过元启发嵌套算法设计多机器人协同焊接规划流程。利用分数阶PID控制器,将焊接控制的传递函数转化为整数阶传递函数,控制机器人精准跟踪目标焊缝,输出理想的船舶焊接轨迹。实验结果表明,采用该技术执行焊接任务的总均衡性高达0.935,具有良好的应用效果。

跨介质航行器水下推进技术研究进展与展望

摘要:[目的] 跨介质航行器(HAAV)兼具空中飞行器的高度机动性和水下潜航器的长续航性与强隐蔽性,且在多维度海洋信息勘探、生态环境监测、海上应急救援等领域具有广阔的应用前景,吸引了航空航天、船舶海洋、智能装备等行业的广泛关注。为促进跨介质航行器水下推进技术的进一步发展,[方法] 在构型分类的基础上,从推进器型式的角度将跨介质航行器分为传统水下推进技术、空水复用推进技术和特种仿生推进技术。对各种水下推进技术的工作原理、性能分析、设计应用现状及技术瓶颈进行梳理,并对该技术未来发展方向进行展望。[ 结果] 结果表明:高性能HAAV 水下推进技术的机理深化、概念创新和方案论证研究是该领域未来的重要发展趋势。[结论] 研究成果可为跨介质航行器水下推进技术提供一定参考。

全球液氢运输船专利技术分析及发展建议

摘要:在碳中和的大环境下,氢能源拥有巨大市场潜力,能否实现液化天然气一样的海上运输规模,成为制约其广泛应用的关键因素,液氢运输船的研制显得尤为迫切。通过检索全球液氢运输船领域的专利文献,采用定量与定性相结合的方法分析专利发展路径,全面展现液氢运输船领域的技术创新态势;聚焦船舶总体设计、液氢储罐设计、液货处理系统研发、液氢动力系统研究等关键技术,从专利布局的角度研究技术发展路径,在技术创新、专利布局、专利风险3 个方面提出发展建议,应重点围绕液氢运输船布置、液氢储罐设计、液氢蒸发气体处理等问题开展技术创新。同时,加快在液氢运输船的船型结构、储罐型式(多种类型)、机舱布置方案及再液化系统(含制冷剂的选择)等关键技术方向的专利布局,并在技术方案成熟应用之前,完成所有具有潜在应用可能性的技术方案的专利保护。

LNG 船用因瓦合金冷轧带材的开发

【摘要】因瓦合金带材是制造LNG船货舱围护系统的关键材料,要求具有高的纯净度、良好的低温力学性能、焊接性能和板形膨胀性能等。宝钢开发了生产LNG船用因瓦合金带材的特殊制造工艺,包括冶炼和连铸,板坯加热和连轧等,在全球范围率先成功试制出了厚0. 5~3.0mm、宽1000mm 以上、单卷质量近20t的LNG 船用因瓦合金冷轧带材。检测结果表明: 带材的成分偏析小,镍含量波动幅度在2%以内,纯净度高,夹杂物含量低于进口带材,组织均匀,力学性能、膨胀性能和焊接性能等均满足LNG 船货舱围护系统的要求。

柔性表皮与鲨鱼体表粘液耦合作用减阻效果数值模拟

摘要:本文采用粘流数值模拟方法,通过Workbench搭建双向流固耦合求解器,对粘液析出的柔性平板减阻效果进行数值模拟研究。结果表明,耦合粘液析出与柔性覆盖层可进一步提升减阻效果。粘液与柔性平板耦合之后,起到了进一步减阻的作用。从减阻效果来说,粘液与柔性平板的减阻技术可行,能在粘液减阻基础上进一步减少16.3%~21.20%

高性能先进舰船用合金材料的应用现状及展望

摘要  船体结构、冷却器、管路和螺旋桨是战舰、潜艇的重要组成部分。综述了合金材料在国内外高性能知名舰船关键部位中的使用情况,指出美国依托高纯净冶金和控冷控轧技术的 HSLA 微合金高强钢代表了当前舰艇壳体和甲板用钢的最高水平,多数国家的舰船结构用钢仍然以 HY-80和 HY-100钢为主。此外,俄罗斯的舰船用钛和德国的高强低磁钢的应用水平居国际领先,而美国和俄罗斯在铝合金舰船结构的应用技术上较其他国家更为先进。当前用量最大的舰船冷凝管用合金是铁白铜,而钛不仅更加适于建造舰艇冷凝器,还是制造管路和螺旋桨的优秀材料。轻质、高强和低成本是当今各类舰船选材的重要依据。

船体结构优化技术研究进展

摘要:船舶在设计阶段进行结构优化,能在保证结构性能的同时,有针对性地获得轻量化、高强度、抗爆、减振等一系列优势,为船舶安全可靠、性能提升,乃至绿色环保、可持续发展等提供助力。结合近年最新研究成果,阐述结构优化技术在军船、民船典型构件上的应用情况,明确优化技术的适用场景,重点分析大型、复杂船体结构的优化方法。从经典优化方法、智能优化算法、基于代理模型的优化方法等3 个方面阐述船舶结构优化技术的发展,总结各种优化算法的优点及不足,指出改进代理模型未来需解决的问题。研究成果可为船体结构的轻量化设计、力学性能研究提供参考。