基于AHP和TOPSIS法的甲板和舰载机悬翼流场质量排序
发布时间：2021-06-14 03:08
为能够较便捷地对舰船甲板气流场进行系统评价,采用层次分析法（AHP）确定评估指标权重值,运用基于优劣解距离法（TOPSIS）对舰船甲板流场进行排序,进而分析关键点位置和指标权重值变化对停机坪流场质量评价结果的影响.研究结果表明:该方法可以直接给出不同风速和风向条件下甲板流场质量排序;对于舰船甲板区域,TOPSIS法的评估结果与研究关键点位置的选取有关;对于停机坪区域,改变停机坪中关键点位置和评估指标权重值,不会对TOPSIS法的评估结果产生明显影响,但是运用优化后的各个指标权重计算出的流场优劣特点更加突出.
【文章来源】：大连海事大学学报. 2020,46(01)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
计算域
考虑到舰船甲板面积过大,为使评估关键点选取方便和提高评估结果的准确性,将舰船甲板以上层建筑首尾为界划分为三个区域分别进行评估.区域划分和关键点选取如图4和图5所示. 关于关键点的选取,本文首先在舰船甲板上方空间截取五个关键截面,以便更好地反映流场情况,五个关键截面如图6所示,其中沿X轴方向的三个截面分别位于舰船甲板划分区域A区、B区和C区的中心位置,便于观察三个区域上方的压力分布情况;沿Y轴方向的一个截面位于舰船甲板上层建筑处,从中间穿过上层建筑区域,可以方便看到上层建筑周围的压力变化;最后一个沿Z轴方向选取的截面位于甲板上方空间5 m高度,覆盖舰船甲板表面区域.在前文选定评估指标时确定在舰船甲板评估区域选取2个关键点,便于求取两点位置的侧风风速、垂向风速和涡量作为定量指标.图7给出舰船甲板A区、B区和C区中选定的1号关键点和2号关键点的位置.图5 关键点示意图
在S*i中j∈J*,在S′i中j∈J′为效益型指标,J′为成本指标.fij为将权重值与初始判断矩阵进行加权组合形成的矩阵中的元素,f*j为正理想解,f ′j为负理想解.根据上述计算方法汇总出各个工况方案与理想流场的相对贴近度并进行排序,结果如图9所示. 可以看出,舰船甲板三个区域的流场品质分布均为相对风速5 m/s>相对风速15 m/s>相对风速23 m/s,即在同一风向角度下,相对风速越大,流场质量越差. 但是各区域流场品质与风向角关系明显不同:舰船甲板A区流场品质在30°风向时质量最差,在该风向角度下,风吹向A区船舷产生船首涡和船体边缘涡,导致A区流场质量降低;45°风向时的流场品质与30°风向时十分接近,但仍然略优于30°风向;45°风向之后,流场品质逐渐提高.B区流场品质在风向30°至150°范围里,流场质量整体较差且处于波动状态,可能是由于在30°至150°的风向区间,风均会绕流上层建筑区域产生尾涡影响B区流场质量.C区甲板在风向从0°逐渐增大到90°过程中,流场质量逐渐降低,在风向150°时达到最低,在该风向角度下,侧风冲击船尾和船体边缘产生船尾涡和船体边缘涡,降低C区流场质量,而后流场质量有一个较大的提升.
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型水面舰船总体性能综合评估[J]. 屈俊飞. 军事交通学院学报. 2018(09)
[2]舰船气流场品质评估指标研究[J]. 贺少华,刘东岳. 舰船科学技术. 2016(03)
[3]基于改进ELECTRE法的舰船气流场方案评估方法[J]. 张修远,常欣,李想,杨放青. 北京航空航天大学学报. 2016(11)
[4]基于改进德尔菲法的舰船总体方案群决策方法[J]. 郭海鹏,黄胜,王超. 上海交通大学学报. 2014(04)
[5]基于改进TOPSIS法的舰船总体方案群决策方法[J]. 黄胜,郭海鹏,侯远杭,王超. 上海交通大学学报. 2014(01)
[6]海上直升机甲板受环境条件影响安全评估的研究综述[J]. 高华,李东芳,于国杰,高玲. 中国海洋平台. 2012(01)
[7]海军舰船设计方案的评估方法研究[J]. 吕建伟,王新磊,曾宏军. 中国舰船研究. 2006(01)
[8]基于粗糙集理论的舰船研制方案总体评价[J]. 吕建伟,齐欢,施文杰. 数学的实践与认识. 2005(11)
[9]舰载直升机/载舰系统的特点及发展趋势[J]. 穆志韬. 江苏航空. 2000(02)
硕士论文
[1]舰船周围气流场数值模拟方法及分布规律的研究[D]. 吕红.哈尔滨工程大学 2008
[2]舰载直升机系留座分布及系留载荷的仿真研究[D]. 金仲林.南京航空航天大学 2006
本文编号：3228936
【文章来源】：大连海事大学学报. 2020,46(01)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
计算域
考虑到舰船甲板面积过大,为使评估关键点选取方便和提高评估结果的准确性,将舰船甲板以上层建筑首尾为界划分为三个区域分别进行评估.区域划分和关键点选取如图4和图5所示. 关于关键点的选取,本文首先在舰船甲板上方空间截取五个关键截面,以便更好地反映流场情况,五个关键截面如图6所示,其中沿X轴方向的三个截面分别位于舰船甲板划分区域A区、B区和C区的中心位置,便于观察三个区域上方的压力分布情况;沿Y轴方向的一个截面位于舰船甲板上层建筑处,从中间穿过上层建筑区域,可以方便看到上层建筑周围的压力变化;最后一个沿Z轴方向选取的截面位于甲板上方空间5 m高度,覆盖舰船甲板表面区域.在前文选定评估指标时确定在舰船甲板评估区域选取2个关键点,便于求取两点位置的侧风风速、垂向风速和涡量作为定量指标.图7给出舰船甲板A区、B区和C区中选定的1号关键点和2号关键点的位置.图5 关键点示意图
在S*i中j∈J*,在S′i中j∈J′为效益型指标,J′为成本指标.fij为将权重值与初始判断矩阵进行加权组合形成的矩阵中的元素,f*j为正理想解,f ′j为负理想解.根据上述计算方法汇总出各个工况方案与理想流场的相对贴近度并进行排序,结果如图9所示. 可以看出,舰船甲板三个区域的流场品质分布均为相对风速5 m/s>相对风速15 m/s>相对风速23 m/s,即在同一风向角度下,相对风速越大,流场质量越差. 但是各区域流场品质与风向角关系明显不同:舰船甲板A区流场品质在30°风向时质量最差,在该风向角度下,风吹向A区船舷产生船首涡和船体边缘涡,导致A区流场质量降低;45°风向时的流场品质与30°风向时十分接近,但仍然略优于30°风向;45°风向之后,流场品质逐渐提高.B区流场品质在风向30°至150°范围里,流场质量整体较差且处于波动状态,可能是由于在30°至150°的风向区间,风均会绕流上层建筑区域产生尾涡影响B区流场质量.C区甲板在风向从0°逐渐增大到90°过程中,流场质量逐渐降低,在风向150°时达到最低,在该风向角度下,侧风冲击船尾和船体边缘产生船尾涡和船体边缘涡,降低C区流场质量,而后流场质量有一个较大的提升.
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型水面舰船总体性能综合评估[J]. 屈俊飞. 军事交通学院学报. 2018(09)
[2]舰船气流场品质评估指标研究[J]. 贺少华,刘东岳. 舰船科学技术. 2016(03)
[3]基于改进ELECTRE法的舰船气流场方案评估方法[J]. 张修远,常欣,李想,杨放青. 北京航空航天大学学报. 2016(11)
[4]基于改进德尔菲法的舰船总体方案群决策方法[J]. 郭海鹏,黄胜,王超. 上海交通大学学报. 2014(04)
[5]基于改进TOPSIS法的舰船总体方案群决策方法[J]. 黄胜,郭海鹏,侯远杭,王超. 上海交通大学学报. 2014(01)
[6]海上直升机甲板受环境条件影响安全评估的研究综述[J]. 高华,李东芳,于国杰,高玲. 中国海洋平台. 2012(01)
[7]海军舰船设计方案的评估方法研究[J]. 吕建伟,王新磊,曾宏军. 中国舰船研究. 2006(01)
[8]基于粗糙集理论的舰船研制方案总体评价[J]. 吕建伟,齐欢,施文杰. 数学的实践与认识. 2005(11)
[9]舰载直升机/载舰系统的特点及发展趋势[J]. 穆志韬. 江苏航空. 2000(02)
硕士论文
[1]舰船周围气流场数值模拟方法及分布规律的研究[D]. 吕红.哈尔滨工程大学 2008
[2]舰载直升机系留座分布及系留载荷的仿真研究[D]. 金仲林.南京航空航天大学 2006
本文编号：3228936
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