艦船
關注創建者：北望逸塵 創建時間：2020-12-23
艦船的視頻教程
LS-Dyna 水下爆炸之流固耦合應用篇
LS-PrePost界面下*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEMOETRY關鍵字介紹及殼體和球填充命令操作； 3.流固耦合關鍵字泄露調試介紹； 第四課： 1.Hypermesh中1D單元工字梁的鋪設、與殼體耦合方式及截面屬性賦予； 2..LS-PrePost界面下梁單元截面顯示及屬性操作； 第五課： 1.S-ALE介紹及和傳統ALE對比，并展示相關案列； 2.利用水下加筋殼體艦船模型展示
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艦船的實例教程
04 艦船雷電環境分析
水面艦船尤其是大型艦船，其雷電環境與陸地建筑物有一些差異，具體分析如下：
1） 由于艦船活動的區域包括港口、近海和遠海，因此需要綜合考慮這三種區域的雷電環境。我國一些南部港口雷電頻次很高，艦船在港口停泊時，遭遇雷擊的概率高，但雷擊強度超過標準幅值（200kA）的概率極低。而在近海或遠海區域，雷電頻次降低，但雷擊強度大大超過港口的雷擊強度，首次回擊幅值可能達到甚至超過300kA。
2）當艦船在海面航行時，艦船本身對雷電的發生會有一定的影響。由于海面沒有其他突起物，當艦船上方存在雷云時，艦船成為地平面上唯一可產生電暈及上行先導的物體。一般認為，低于100m的建筑物通常假設值遭受下行雷擊，但對于海面上的艦船，考慮到突起的唯一性，對于最大高度達到20m~50m的艦船，其產生上行先導的概率要高于陸地同等高度的建筑。另外，由于艦船船體到最高位置的避雷針都是金屬良導體，更有利于上行先導的產生。因此，海面艦船的存在，會增加雷擊發生的概率。上文提及的Eduard Shulzhenko等人對海上風電場雷電監測的文獻中還有一個結論：海上風電場建成后，雷電頻次和最大首次回擊電流都比建成前要高（增加幅度均超過100%），這也驗證了海上 突起物對雷電頻次和強度的增強效應。艦船的高度雖然沒有風機高，但其對雷電頻次和強度的增強效應同樣也會存在。
3)對于艦船年雷擊次數的估算可按照IEC 62305-2 “Protection against lightning - Part 2: Risk Management” 中的如下公式進行：
其中，為年雷擊次數，為所在區域的年雷擊平均密度，為截收雷電的等效面積，為環境因數。
展開 艦船、潛艇和魚雷的輻射噪聲，是被動聲納的聲源信號。
艦船輻射噪聲的危害：
破壞了艦船的隱蔽性；
可能引爆某些水中兵器；
干擾本艦的水聲設備(自噪聲)。
艦船、魚雷輻射噪聲特點：噪聲源繁多、集中，噪聲強度大，頻譜成分復雜。
1、艦船輻射噪聲的聲源級和噪聲譜
艦船輻射噪聲聲源級：在遠場測得噪聲級后，在修正傳播損失，歸算到離聲源聲中心1米處，并計算出1Hz帶寬內的聲強，則聲源級(譜級)為：
式中，Δf是換能器工作帶寬，I0為參考聲強，IN為距聲源聲中心1米處的噪聲聲強。
噪聲譜基本類型：連續譜、線譜。艦船輻射噪聲為線譜和連續譜的迭加。
2、艦船輻射噪聲源及其特性
艦船輻射噪聲源分為三大類：機械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲。
(1) 機械噪聲
機械噪聲是航行或作業艦船上的各種機械的振動，通過船體向水中輻射而形成的噪聲。產生機理：
不平衡的旋轉部件(電機電樞等)；
重復的不連續性(齒輪、渦輪機葉片等)；
往復部件(汽缸的爆炸)——產生線譜噪聲，其成分是振動基頻及其諧波分量 ；
流體空化和湍流及排氣(泵、管道、凝汽器等)；
機械摩擦(軸承等)——產生連續譜噪聲。
展開 20世紀60年代和70年美國海軍艦船工程中心（Naval ship engineering center，NAVSEC）——現稱“海軍海上系統司令部”（Naval sea systems command，NAVSEA）——是美國海軍戰后大部分艦船項目的設計機構。據了解，DTMB公司是與NAVSEA聯系密切的主要試驗機構，特別關注船型開發和水動力研究。近些年來，隨著美國海軍艦船采購戰略的改變，造船業界在船舶整個設計過程中承擔更大的責任，新的采購戰略賦予了造船界提供創新、可生產和造價可承擔的設計方案。經過近十年采購戰略的實施，NSWCCD不再是美國海軍所有新船設計項目的唯一試驗機構，但其經驗、設計歷史、理念仍對目前的海軍艦船設計具有十分重要的影響。
本文通過參考水動力相關文獻，簡介美國海軍在一些艦船項目研究中的水動力性能局部的設計與優化，主要分水動力設計優化的應用發展與案例分析兩部分進行介紹。此外，考慮到目前CFD等水動力計算軟件在新船開發和設計中發揮越來越重要的作用，本文還介紹了目前美國海軍正在開發的部分水動力軟件以及在高速運輸艦項目上的軟件應用。
二、美國艦船水動力的局部設計與優化
NSWCCD在短期海上補給項目、中期的海上補給項目T-AKE、高速半滑行船體、LHA（R）Plug Plus以及高速航母等項目的研發中，通過與NAVSEA聯合開發獲得了一些有價值的船型設計，包括適中的Nabla球首、橢圓球首、pre-swirl banana skeg、producible skeg/中線面尾鰭、和尾壓浪板。以下將對美國海軍艦船的局部水動力設計進行闡述。
展開 1.仿真背景
艦船的抗爆炸和抗沖擊問題，在艦船生命力研究中具有重要的意義，如何 有效地計算分析艦船水下沖擊環境，提高船體結構抗沖擊性能，提高艦船的戰斗力和生命力，是現代艦船研究的重大課題，對艦船在遭受典型武器命中后的沖擊環境及沖擊因子的研究是考核艦船生命力問題的重要組成部分，以某型號艦船的船體結構為星，結合大型有限元計算軟件LS_DYNA建立有限元分析模型，利用仿真計算的方法，研究艦船抗爆炸抗沖擊的性能，為間艦船的生命力研究提供了依據。
2.前處理
3.關鍵字（由于保密協議，不貼出數值）
4.爆破過程中艦體任意四點加速度曲線圖（由于避開敏感數值，增大了沖擊因子）
5.艦體受力云圖
6.流體密度ALE云圖
7.流體密度Iso云圖
8.結果動畫
展開 1.仿真背景
艦船的抗爆炸和抗沖擊問題，在艦船生命力研究中具有重要的意義，如何 有效地計算分析艦船水下沖擊環境，提高船體結構抗沖擊性能，提高艦船的戰斗力和生命力，是現代艦船研究的重大課題，對艦船在遭受典型武器命中后的沖擊環境及沖擊因子的研究是考核艦船生命力問題的重要組成部分，以某型號艦船的船體結構為星，結合大型有限元計算軟件LS_DYNA建立有限元分析模型，利用仿真計算的方法，研究艦船抗爆炸抗沖擊的性能，為間艦船的生命力研究提供了依據。
2.前處理
3.關鍵字（由于保密協議，不貼出數值）
4.爆破過程中艦體任意四點加速度曲線圖（由于避開敏感數值，增大了沖擊因子）
5.艦體受力云圖
6.流體密度ALE云圖
7.流體密度Iso云圖
8.結果動畫
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艦船的最新內容
現代無人機、艦船等裝備廣泛采用紅外隱身涂層，以降低被敵方紅外探測設備發現的概率。而這些涂層的紅外隱身效果，核心指標就是其表面發射率。通過手持發射率測量儀，技術保障人員可以在外場快速檢測涂層的發射率參數，評估隱身性能是否達標，發現涂層缺陷，及時進行維護補涂。
此外，在武器裝備紅外特性研究中，發射率測量也是不可或缺的一環。
探索熱輻射—紅外發射率測量儀3個月前
3-5μm和8-14μm大氣窗口波段，波段可定制
? 高精度測量：對標計量院標準
? 實時動態監測：單次測量僅需10秒，支持連續無間斷檢測
? 全場景適應性：平面/曲面無限制，-40℃~70℃環境穩定工作，1.86kg輕量化機身，續航2.5小時
【典型應用】
? 防火材料檢測：實時監測配方調整對耐火性能的影響，預警溫度退變
? 隱身涂層評估：新能源電池/艦船涂層的厚度
展品范圍：
1.電線電纜：電力電纜、通訊電纜、同軸電線電纜、艦船車輛電線電纜、屏蔽電纜、新能源電纜、架空電纜、通用橡套電纜、阻燃電線電纜、設備用電線電纜、對稱電纜、核能電纜、射頻電線電纜、控制電纜、裸電線、數據信號電纜、礦用電纜、光纖光纜、預分支電纜、海底電纜、扁平電纜、漆包線、特種電線電纜等；
2.電線電纜設備：線材制造及精加工機械，包括線纜處理設備、成纜機、絞線機、納米成型機、塑料擠出機
工程化的復合材料疲勞仿真方法6個月前
疲勞研究的發展
對于疲勞研究的起源，一種說法是，二戰時為了盡快解決德日海上力量，（當時）第一工業強國—美國，下餃子般開足馬力造了一堆艦船。
編輯
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有時候數量就是質量，至少一時如此。
二戰結束后，刀槍入庫馬放南山。不少艦船退役作為民船繼續使用。
它不僅是航空發動機、艦船動力的核心裝置，也承擔著能源發電與裝備制造的關鍵角色。
這類設備普遍具有結構復雜、裝配精度高和運行負載大的特點。任何細微的裝配誤差，都可能影響性能穩定，甚至引發嚴重的安全風險。因此，如何在設計階段就確保裝配精度與運動可靠性，成為燃機企業長期攻關的難題。
該案例以NACA0012和SFS2標準模型展開相關計算，因為艦船模型為100：1縮比模型，僅考慮航速為2m/s，直升機旋翼轉速為251.2rad/s，降落速度為2m/s的仿真工況。大部分設置與Fluent 護衛艦直升機懸停性能仿真（一）一致，若已經了解上個案例的讀者可以直接查看4.3中的設置。
該案例以NACA0012和SFS2標準模型展開相關計算，因為艦船模型為100：1縮比模型，僅考慮航速為2m/s，直升機旋翼轉速為251.2rad/s的仿真工況。
2、場景描述：艦船動力系統的軸系組件（如傳動軸、聯軸器、減速器）因公差累積導致軸心線偏移，引發振動加劇、效率降低等情況，甚至影響航行安全。
解決思路：3DCC自動提取軸系結構的尺寸鏈和裝配約束，精準分析軸心線、安裝間隙的關鍵因素。建立誤差傳遞模型，計算誤差貢獻率，識別影響對中的關鍵因素。優化聯軸器和軸承的公差，減少振動，提高系統效率和可靠性。
求相關的美軍目標的k文件模型，不需要太精細，但是可以用來爆炸毀傷計算。
而速度譜則多用于艦船沖擊，對艦船來說沖擊速度與損傷趨勢的相關性最強。
1.什么是沖擊響應譜
沖擊響應譜(Shock Response Spectrum, SRS)，又稱“沖擊譜”，用于描述一系列單自由度質量阻尼系統受沖擊時各單自由度系統的響應最大值與單自由度系統的固有頻率的關系。一般來說，沖擊響應譜是一個動態系統對給定瞬態輸入的峰值響應與該動態系統固有頻率之間的函數關系圖。
