基于GM（1,1）模型的浙江省海船船员需求预测

通过采用灰色预测GM(1,1)模型对未来10年浙江省沿海、远洋运输船舶的拥有量进行预测,并根据船舶最低安全配员要求计算未来10年浙江省海船船员的需求量,对不同船舶吨位、主推进装置功率船舶高级船员的需求量进行了结构性预测.     

大型船舶浅水增阻和流场特性数值研究

为了分析大型船舶在浅水中航行时浅水效应对船舶阻力和流场特性的影响,以标准船型KCS(KRISO container ship)为对象,采用RANS(reynolds average navier-stokes)方法,对大型船舶在浅水中航行的船舶增阻和流场特性进行了数值研究,水深吃水比设定为1.5,计算域采用切割体自动划分网格,分析了浅水中船舶在不同航速下的阻力和流场变化规律,为大型船舶在浅水域中航行的水动力特性研究、最佳航速的选择以及航行安全等提供参考。研究发现浅水中航行的船舶,船舶阻力的增加主要为兴波阻力的增加,当航速处于跨临界区和超临界区时,阻力增加更为明显。     

风翼助航船舶风翼攻角控制策略

针对风翼助航船舶,考虑到风翼侧推力会增加船舶阻力,结合风翼作用力和船舶空气阻力,对能够为风翼助航船舶提供最大助推作用的风翼攻角控制策略进行分析.采用分离型数学建模(MMG)方法建立某6万t散货船的风翼助航船舶运动模型,并采用变参数PID自动舵对船舶航向进行控制;结合风翼空气动力特性和裸船体空气阻力特性,进一步对二者合作用力特性进行分析;通过仿真分析不同风况下二者合力对船舶稳态航速变化的影响,得到最佳风翼攻角控制方案.     

船舶各种基本装载情况下浮态和稳性的电算方法及程序

船舶在设计阶段或在完成倾斜试验之后编制完工文件时,以及船舶进行重大改装之后,通常部必须进行各种基本装载情况下的浮态和稳性计算,这是计算工作量比较大而又相当重要的计算,但是,日前在我国船舶工程上,大多数单位基本上还是采用手算的方法,按《海船稳性规范(1974年)》(以下称《规范》)要求来核算各种基本装载情况下的浮态和稳性,并编写计算书和报告书。本文以船舶标准化委员会指导性技术文件《船舶静力学性能电子计算机方法(试行草案)》(以下称《草案》)提出的电算方法和程序为基础,经过许多修改和补充之后,给出了实用的船舶浮态和稳性的…     

基于ARIMA-KF模型的船舶系统设备状态参数预测

针对目前大多数预测模型在船舶智能运维领域应用过程中存在的预测精度偏低、模型不易构建等问题,提出了自回归积分滑动平均模型(Auto-Regressive Integrated Moving-Average Model,ARIMA)和卡尔曼滤波(Kalman-filter,KF)相结合的船舶系统设备状态参数组合预测模型—ARIMA-KF模型。该模型首先构建了自回归积分滑动平均(ARIMA)单步和多步预测模型;然后利用卡尔曼滤波(KF)算法对ARIMA预测模型参数值进行寻优,得到ARIMA-KF组合预测模型;最后,基于组合模型对船舶海水冷却系统状态参数进行预测,将预测值与实船获取的实际值进行对比及误差分析。结果表明,采用基于ARIMA-KF组合模型比单一的ARIMA模型预测精度提高3%左右。研究结果对船舶系统设备的健康管理和视情维修具有一定的指导意义。     

基于集合经验模态分解和差分进化算法优化BP神经网络的船舶交通流预测

针对船舶交通流时间序列的非线性和非平稳性特点,设计一种结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和差分进化算法优化BP神经网络(back propagation neural network optimized with differential evolution algorithm,DEBPNN)的船舶交通流组合预测模型(EEMD-DEBPNN).首先,利用EEMD算法降低船舶交通流时间序列的非平稳性;然后,对EEMD分解后获得的各非线性分量采用DEBPNN模型(先采用DE算法对BPNN的初始权值和阈值进行预寻优,再利用预寻优获得的初始权值和阈值训练BP神经网络得到最优的权值和阈值)进行预测;最后,再将各分量预测值进行叠加即得到最终预测结果.基于长江某港口航道船舶月交通流数据,将该组合模型与BPNN、DEBPNN模型进行实例对比分析.结果表明,EEMD-DEBPNN较DEBPNN、BPNN模型的预测精度更高.     

基于捷联惯导系统的船舶姿态测量与三维可视化研究

为使姿态数据能够直观、逼真地展现船舶运动状况,利用串口通信、Creator建模和OpenSceneGraph(OSG)场景管理技术,实现船舶姿态三维可视化.采用OSG三维渲染引擎创建三维场景,利用解析捷联惯导系统串口输出的姿态数据来控制Creator建模软件建立的船舶模型,并创建场景漫游器,实现从任意位置观察船舶运动的目的.以VisualStudio2008和OSG场景管理软件为开发平台,完成船舶运动姿态三维显示系统的开发,将船舶运动姿态实时、直观地显示给驾引人员,为船舶姿态显示提供了一种新的方法,并可应用到船舶综合船桥系统中.     

船舶航向自适应控制的改进ADHDP方法

船舶航向的自动控制主要方式是PID控制,而今智能化的控制方式得到了广大的应用,使得人们可以更加精确的对船舶进行操控.本文将基于执行依赖启发式动态规划(ADHDP)的控制方式,针对船舶航向的控制特点,在执行网络上并联自适应控制环节,基于Lyapunov稳定性分析,采用RBF神经网络逼近运算,可以减少在船舶操控多变工况下ADHDP控制器的超调问题,使之成为船舶航向控制的智能方法之一.仿真结果显示,基于这种近似动态规划(ADP)的自适应控制能更加精确和快速的对船舶航行进行操控,这也将为船舶的智能化发展奠定基础.     

GC-MS在船舶舱底水污染源鉴别中的应用

为了给船舶舱底水溢油鉴别提供一种实用有效的分析手段,在3个船舶舱底水中分别取可疑溢油油样US、1S、2S,采用气相色谱质谱法(GC-MS)对3个可疑油样和一个模拟溢油油样EUS进行了测定数据分析,通过正构烷烃相对浓度分析、诊断比值分析和模糊诊断分析,最终确定了溢油源为US.实验结果表明,采用GC-MS测定的实验数据和分析方法合理,可为船舶溢油鉴别提供帮助.     

随机波浪作用下船舶倾覆的量化研究

为量化船舶倾覆问题,基于随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数和相空间传输理论,从能量的角度对随机波浪下船舶航行时倾覆发生的安全程度进行研究.考虑阻尼力矩和回复力矩的非线性以及波浪的随机性,建立船舶非线性横摇运动微分方程.采用快速傅里叶变换(FFT)将时域波浪力转换到频域,从而将随机Melnikov函数及相空间转移率扩展到考虑船舶航速和浪向角的影响,并根据其统计特性对船舶倾覆进行量化.通过实船算例研究其在随机海浪中横摇运动相空间转移率的变化情况,并分析船舶航速、遭遇浪向以及波浪特征频率对相空间转移率的影响.研究结果表明,随机Melnikov函数和相空间传输理论能够较好地对具有一定航速的船舶在随机波浪中的倾覆进行量化,从而可为进一步研究船舶稳性衡准提供有益的参考.     

油轮艏部结构碰撞特性

在船舶碰撞中，船艏是主要作用方．为减少碰撞事故损失，从碰撞的观点出了一种研究船艏碰撞特性的方法及表达船艏碰撞特性的特征量，据以改进船首设计．根据船艏结构本身的碰撞破损过程，对船艏结构碰撞力与破损深度的关系、艏部构件在碰撞过程中的损伤形态和能量耗散进行了研究，指出碰撞力曲线是船艏结构的一种固有特性．提出了碰撞力面积密度曲线的概念，它可用于定量表达船艏结构对其他结构的破坏能力．利用有限元数值模拟方法计算了一艘4万t船艏的碰撞损坏实例，显示了上述碰撞特征并讨论了提高碰撞数值模拟计算精度的方法．     

船舶碰撞与触底事故的数值仿真

非线性有限元数值仿真方法在船舶碰撞事故的力学分析中正得到日益广泛的应用。介绍了该方法在船船碰撞和船桥碰撞分析中的应用实例，指出了应用该方法的关键技术并列出了所能得到的计算结果。同时给出了一个校准计算的研究结果，证明非线性有限元数值计算方法可以对复杂的碰撞损伤给出十分良好的仿真。     

用于交通事故分析的汽车碰撞模型

随着汽车总量的增长,我国已成为交通事故发生频率最高的国家之一。根据事故现场痕迹结合汽车碰撞规律判定汽车碰撞前车速,已成为事故鉴定和汽车安全性研究的重要课题。文章分别在动力学和刚度分析的基础上建立了一维碰撞的速度模型,阐述了二维碰撞运动模型,并通过对一个正面碰撞案例的验证说明了刚度分析法的合理性与实用性。     

珠海淇澳大桥船撞能力评估及防撞设计

淇澳大桥主桥为双塔独柱式单索面预应力混凝土斜拉桥,为判断桥墩结构是否满足防撞要求,采用MIDAS计算了桥墩抵抗船舶撞击力值,运用有限元建立了桥墩模型计算5000 t船舶撞击大桥2#主塔桥墩,及500 t船舶撞击引桥1#、0#桥墩的撞击力,撞击力计算与经验公式结果进行对比.结果表明,有限元法与美国ASSHTO规范计算较为接近,桥梁抗撞能力满足防船撞要求.考虑船桥双重保护的理念,船桥撞击时最大程度上保护船舶和降低桥梁损伤,主塔桥墩设计采用自浮式钢浮箱防撞装置,两引桥桥墩防撞采用橡胶护舷进行防护.     

紧迫危险下减小碰撞损失的操船方法

在几何分析碰撞区域及紧迫危险距离的基础上,进一步优化碰撞区域半径的量化模型,提出紧迫危险最大临界距离的概念及碰撞损失最小临界距离的量化模型.通过对典型态势的几何作图分析,初步形成紧迫危险下减小碰撞损失的操船决策方法,并利用自主研发的船舶智能操控仿真平台桌面系统进行操纵试验模拟,结果验证了操船决策的可行性.     

基于动量定理的汽车碰撞模型的同一性研究

为了研究基于动量定理的汽车碰撞模型的同一性,分析了2种典型模型建模坐标系的差别.应用理论和实车碰撞试验相结合的方法,对2种模型的同一性进行了研究.在上述研究的基础上,应用2种模型对同一起汽车碰撞事故进行了分析,结果表明：合理选择力学参数能够保证2种模型计算结果相同,从而研究验证了以质心为坐标原点和以碰撞点为坐标原点建立...     

运动与动能关系研究

物体运动状态的改变,经常伴随着能量的改变,因此,它不应是一个单纯的力学问题.     

双层桥箱内壁车辆碰撞混凝土损伤仿真研究

双层连续箱梁桥是一种新型结构体系,如何评价车辆撞击箱梁内部造成的结构损伤对于这种新型结构的广泛运用具有重要意义。通过计算机仿真技术研究各种工况下车辆对箱梁桥内壁撞击引起的结构损伤情况,得出混凝土损伤部位以及程度,分析影响混凝土损伤的敏感因子,为双层桥结构设计提供参考。     

陆-陆平直碰撞的数学模型

基于板块陆—陆碰撞的主要物理特性，经过合理简化，提出了陆—陆碰撞的起始阶段的几种模式，并就一类简单的陆—陆平直正撞建立了相应的数学模型及边界条件，得到岩石图在变形时褶皱产生的力学条件，为定量研究陆—陆碰撞的地质过程提供了理论基础。     

单三重混合态的量子干涉效应

为了更深入地研究分子碰撞转动传能中干涉通道间量子干涉效应的本质,采用量子力学的一级波恩近似、各向异性相互作用势和直线轨迹近似,建立了单三重混合态Na2分子与Na(3s)的碰撞传能的干涉相位角的理论模型,得到了计算干涉相位角的方法.研究得到:影响干涉相位角的实验条件,干涉角和碰撞速度和碰撞参数的关系.此模型的建立有利于指导利用分子束进行此类实验,从而更清晰地理解量子干涉内部信息.