船舶浮态的计算

为了适用于客滚船舶配载计算的需要，根据船舶的浮态力学平衡方程，提出了船舶浮态参数按逐步加量的递进计算方法．这个方法的特点是，可以依次对每一项船舶装载的重量都计算出相应的船舶浮态参数．通过与其他计算方法的比较，证明该方法具有很好的计算精度和易于在计算机上实现程序运算的优点．这个方法应用于客滚船舶配载程序中，使得整个配载过程更加灵活和可控．该方法也可用于其他类型船舶的配载计算．     

遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入遗传算法(GA)对该优化问题进行求解．在船体曲面和甲板的非均匀有理B样条(NURBS)曲面表达基础上,应用GA算法,采用实数编码方式,对船舶自由浮态进行计算,在实践中对GA算法进行必要的改进,提高进化速度,并编程实现．通过对两条实船完整浮态和破舱浮态进行计算,并与传统方法的计算结果对比表明,用GA来解船舶自由浮态的方法是简单可行的．由于该计算是基于曲面表达的计算,故比二维表达基础上的计算更精确．与其他迭代方法相比,它不需要人为给定初始迭代点,只需给出船舶总重量和重心位置;设计变量直接取吃水、横倾角和纵倾角,不必预先计算倾角的正切值,使用方便．     

舰船完整稳性实时计算方法研究

舰船完整稳性和破舱稳性是保障舰船安全的重要性能．目前在设计阶段完整稳性仅仅通过几种典型载况进行校核，难以涵盖舰船执行任务或海战过程中复杂多样的实际状况．根据静力学中等体积小角度倾斜原理，提出了基于液位高度修正的任意浮态实时载况计算方法，即根据液舱液位测量管或传感器实时测量的高度值经过液位高度修正，再利用舱容曲线插值求出当前任意浮态下液舱的液体重量．结合数据库高效处理数据的能力与程序在计算过程中稳定性的要求，开发了完整稳性实时计算及浮态调整的仿真程序．实时浮态调整算例证明该方法实用可靠．     

破损船舶自由浮态计算

在船舶不沉性理论的基础上,叙述了船体计算坐标系和浮态参数的选取、角坐标变换、破损船舶浮态计算的数学模型和水线下船体要素的定义。在倾斜水线与船体表面求交点时,采用坐标转换方法,并应用Green公式计算船体水线下和淹水舱的有效要素;简化了计算方法,提高了利用Newton迭代法求解浮态平衡方程的收敛性和精确性,同时也方便了计算机软件的编程。通过对实船的设计结果分析,证明了该方法的先进性和工程实用性。     

船舶浮态计算的一种修正方法

为提高船舶浮态计算的精度,提出一种基于加密数字型值表的船舶浮态计算修正方法。在常规浮态计算方法的基础上采用Nowton迭代法进行修正。将计算机图形学的SH多边形剪裁算法用于横剖面与水线面的求交。基于坐标系仿射变换将空间倾斜水线面降到二维,将倾斜水线面轮廓提取问题转换成二维多边形凸包求解问题。在此基础上详细给出了雅克比矩阵系数的求解方法。以散货船“太行128”为例,对五种典型载况进行了计算,结果表明该修正方法适用于船舶小纵倾和大纵倾的情况,提高了计算精度,具有一定的工程应用价值。     

浮船坞实时配载模型及算法

探讨优化方法在浮船坞浮态实时调节中的应用．结合工程实际问题，依据静力学力平衡原理，以实际工程需要为目标，以各调节水舱实时水位为自变量，建立浮船坞实时配载优化模型．针对该模型，采用惩罚函数法求解，求解过程中运用了Powell直接搜索法和成功-失败法．计算结果表明，算法中搜索起点的改变会对调水方案有所影响，但最优目标值非常接近．同时，该方法简便可行，可显著提高工作效率．特别是，该方法可以方便地考虑潮水水位变化对浮船坞浮态调节的影响，更适于实际应用．     

船完整稳性实时计算方法研究

舰船完整稳性和破舱稳性是保障舰船安全的重要性能. 目前在设计阶段完整稳性仅仅通过几种典型载况进行校核,难以涵盖舰船执行任务或海战过程中复杂多样的实际状况. 根据静力学中等体积小角度倾斜原理,提出了基于液位高度修正的任意浮态实时载况计算方法,即根据液舱液位测量管或传感器实时测量的高度值经过液位高度修正,再利用舱容曲线插值求出当前任意浮态下液舱的液体重量. 结合数据库高效处理数据的能力与程序在计算过程中稳定性的要求,开发了完整稳性实时计算及浮态调整的仿真程序. 实时浮态调整算例证明该方法实用可靠.     

不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算

根据天空散射辐射各向异性的Hay模型，计算倾斜面上辐射量，推导得到了冬半年朝向赤道倾斜面最佳角的数学表达式。对我国一些地区不同方位角的倾斜面上月平均日辐射量及最佳倾角进行了计算和分析。结果表明，除了直接辐射量占总辐射量比例较大的地区以外，一般全年最佳倾角总小于当地纬度。当方位角增大时，倾斜面上辐射量要减少，这在高纬度地区尤其明显，因此，必须选择合适的倾角，以尽量减少太阳辐射量的损失。结果还发现，倾斜面方位角与全年最佳倾角的关系曲线和太阳电池的I-V特性曲线形状相似。     

按横摇周期估算船舶稳性的图谱方法及其应用

本文讨论了如何基于倾斜和横摇试验建立按横摇周期估算船舶稳性的图谱方法； 另外，作者采用坐标变换矩阵原理建立了按倾斜试验确定船舶重心位置的一般公式， 并就倾斜试验时可能遇到的不同浮态，分别给出了相应的计算方法和公式，计算中还 考虑了船体中垂中拱的影响．文末给出了两个实测船例．     

散货船自由浮态计算简化方法

根据散货船特点探讨了一种面向工程应用的船舶自由浮态计算简化方法.在矩阵法的基础上,将7个水线面要素简化到4个,简化雅克比矩阵求解.采用全选主元高斯消去法求解线性方程组,以船舶浮态平衡方程组作为迭代终止条件,保证计算精度.以散货船"DOLCE VITA"及"RUI AN CHENG"为例进行了实例计算,对20个压载舱进行了20万次随机装载实验,验证了算法在有横倾下的收敛性和稳定性;对5个货舱进行了20万次随机装载实验,验证了算法在有纵倾下的收敛性和稳定性;对典型载况进行计算,和装载手册给定值相比,吃水差误差都在0.01m以下.结果表明:该算法只需计算任意倾斜水线面下的排水体积和浮心坐标,计算量较小,程序实现简单,实时性、鲁棒性较好,具有一定的工程实用价值.     

棱柱杆侵彻岩土的动力学分析

首先建立了计算撞击力的刚体-流体撞击模型和计算靶体变形的法向膨胀理论。在此基础上,根据动量定理和功能守恒定律,建立了棱柱杆侵彻岩土时的动力学模型。采用龙格-库塔方法对这些非线性动力学方程进行数值求解。由这些非线性动力学方程的数值解,确定了撞击力和侵入位移,进而得到几何参数对撞击力、侵彻位移的影响曲线。通过分析棱柱杆的几何参数对撞击力和侵入位移的影响,给出了棱柱杆主要几何参数的合理范围。     

一种用于MEMS动态测量的最优盒计数分形维数算法

在微机电系统（micro electromechanical system,MEMS）的动态测量中,利用分形插值法可以提高MEMS器件面内位移测量的精度,利用图像边缘的分形特征,还可以实现离面位移和旋转角度的测试。而分形维数（fractal dimension）的计算又是这些方法的关键。在研究目前最常用的分形维数计算方法差分盒计数法（difference box counting, DBC）的基础上,提出了一种对“空盒子”不予计数的最优盒计数分形维数算法,克服了差分盒计数法存在“空盒子”被计数的缺陷。理论分析和实验结果表明,该算法获得的分形维数更接近于理论维数。     

小角法倾斜测量的原理及精度分析

提出了小角法倾斜测量的基本原理,给出了计算偏移量及其精度的公式,并对精度予以分析,指出了小角法交会最有利的图形结构及观测时应注意的主要问题。     

海底沉管对接测量

提出了沉管几何形状的主要检测参数,建立了测量方案;给出了准确求取对接面法线方向和平整度的数学模型;论证了严密平差解算端面尺寸及中心坐标的理论;分析了安装棱镜塔前管段位移给其相对关系确定带来的影响,给出了测量方案和算法;分析了对接面与管段中心线夹角误差对沉放后线路位置的影响,提出了控制隧道轴线偏差的措施;建立了沉放过程中实时显示管段位置的测量方案与计算理论;结合某海底隧道工程,介绍了沉管隧道对接的测量理论和方法.     

上海软土地基的位移监测和变形观测成果处理

本文通过数座高层建筑在打桩施工期间进行水平位移观测和变形观测成果处理．给出了适合於上海软土地基进行水平位移监测和变形观测成果按秩亏自由网进行平差的方法。     

有限元法求解内力影响线

利用功的互等定理,推出适用于有限元求解内力影响线的方法.求某截面的影响线时,该法只需对该点所在单元加一组荷载用有限元软件很快可以得到位移图,弯矩影响线与位移图完全一致,而剪力影响线也只需稍稍修改即可得.这种方法较适合于求复杂超静定结构的弯矩影响线.     

偏心转角对飞剪剪刃位移差的影响分析

以热轧H型钢飞剪为研究对象,根据飞剪剪切机构的特性推导出剪刃轨迹、速度、角速度及角加速度的矩阵计算公式,同时根据几何关系建立摇杆支承偏心轴的偏心转角与摇杆长度增量的对应关系,并依据迭代求解的数值方法编制相应的求解程序进行求解。结果表明,偏心转角值对剪刃x和y方向位移都有影响,进而影响了剪刃重合度及侧隙,在进行剪刃重合度及侧隙调整时须结合x、y两个方向进行综合考虑。     

双机协作无源定位测角精度计算

针对无源定位测角精度难以计算的问题提出了一种双机协作无源定位远距离目标测角精度计算方法。首先建立了基于到达角度方式的双机协作无源定位解析方程;其次通过引入波程差,建立了方位角信息与到达时间差之间的数学关系;接着给出了一种通过到达时间差的概率分布计算方位角概率分布的近似算法;最后进行了仿真试验,并分析了双机占位对测角精度的影响。仿真结果验证了所提测角精度计算方法的可行性和有效性。     

软土地区基坑支护中地表沉降的实用评估方法

根据软土地区深基坑的经验公式，推导出深基坑开挖中由支护结构变形引起地表沉降的估算公式，提出了按正态分布密度函数拟合基坑周围地表沉降曲线的方法，结合工程实例，与现场实测值作对比分析，说明该方法具有一定的实用性和可行性。     

结构模糊灵敏度分析

研究了当设计变量具有模糊性时,工程结构灵敏度的计算方法.在结构灵敏度分析的传统方法,即拟载荷法、虚荷载法基础上,利用模糊扩展原理、模糊分解定理及L-R型模糊函数求导法则,推导出了一种计算结构模糊位移灵敏度和模糊应力灵敏度的计算方法.算例表明所给方法是正确的和有效的.