8154型鱿钓渔船合适作业间距的研究

根据头足类对光反应的最低背景照度0.01 lx,使用叠加法海面照度计算方法,对鱿钓渔船不产生灯光干扰的合适照度间距进行分析,建立鱿钓渔船抛锚位置与相邻渔船的合适作业间距计算公式:L′Z=0.04×[Ln(P1) Ln(P2)] 0.14。根据该公式,集鱼灯总功率均为120 kW的2艘8154型鱿钓渔船的合适作业间距为0.68 n mile。     

鱿钓渔船集鱼灯水下照度分布与渔获效率研究

2003年9～11月在印度洋西北海域鱿钓渔场,对不同总功率下的集鱼灯水下照度进行了首次实测．结果表明,渔船舷侧的水下照度主要受该舷上方集鱼灯的影响,另一舷侧的集鱼灯灯光对其影响不大．灯光总功率240kW(左右舷各120kW)时,渔船右舷下方100,10,1,0．1,0．01,0．0011x的水下等照度曲线分布分别在水深8,20,35,45,55,95m左右．灯光总功率分别为240kW和120kW(左右舷各60kW)的两组照度试验表明。在水深50m以内的照度两者相差较大,但在50m以外深水层照度两者几乎没有差异．使用了一年以上的旧灯与新灯相比,其各等照度曲线相对要浅3～5m．不同总功率时的渔获统计数据表明,集鱼灯总功率大小与渔获效果无必然关系．     

环形荧光灯照度计算的理论与实验研究

对环形荧光灯照度计算进行研究，提出一种简单而有效的计算方法－－转换法，通过建立数学模型，得出环形荧光灯对任一平面上任一处直射照度计算公式，并用实验验证该方法和计算公式的正确性，为工程的设计计算提供了方便。     

日光照明室内照度动态计算方法

为了减少人工照明的耗电量,预测房间日光照明潜力,介绍了一种日光照明室内照度动态计算简便方法.它利用修正的Tragenza的房间平均照度模型,根据房间尺寸,窗户朝向、尺度,遮阳设施、材料反射系数、相邻建筑间相对位置,以及逐时太阳辐射数据和光热转换系数等来预测房间动态照度,进而计算日光照明潜力.通过用Visual Basic语言将该计算方法编入计算程序,对北京地区日光照明进行了实例分析,预测出5种常用遮阳装置下的建筑室内日光照明节能潜力.结果表明,该方法可以用来计算不同遮阳设施类型的窗户系统的建筑室内逐时有用日光照度,对规划设计阶段的建筑进行照明节能潜力的预测.     

建筑材料反射光亮度实验与照明计算方法

通过测量23种材料发现,在同一角度用同一功率光源照射,不同材料的反射光亮度完全不同;由反射比确定材料整体亮度水平,光泽度随入射角和观察角不同而变化.用实验数值计算出修正系数K值并综合其他影响值,用于修正CIE(国际照明委员会)推荐的计算公式,建立了一种新的算式.通过照度计算验证比较,用新算式计算的照度仅为原算式的1/3不到,夜景照明节能效果显著.     

基于多背景模型的海面运动目标检测

提出一种在反射光较强的条件下基于多背景模型的海面运动目标检测方法.使用基于统计模型的变化检测方法将被监控场景区分为海浪波动显著的背景区域和海浪波动不显著的背景区域;对这两种区域中的像素点分别以Weibull分布模型和Gauss分布模型建立背景模型;使用建立的背景模型检测海面的运动目标.实验结果表明,在海面反射光较强且波浪波动较大的情况下,用该方法可以比较准确地检测到海面的运动目标.     

海面风应力和海面阻力系数的星载SAR遥感测量

在海面张力波和短重力波星载合成孔径雷达(SAR)成像机理的基础上,建立了海面风应力和阻力系数的遥感测量模型.该模型由辐射定标模式、风速反演模式以及风应力和阻力系数计算模式3部分组成.同时以雷达卫星SAR为例,对海面阻力系数和风应力的遥感测量进行了探索性研究,获得了较好的结果.     

海面舰船目标紫外和可见光波段散射特性研究

采用Mote-Carlo方法构造了二维随机粗糙海面.利用海面双向反射分布函数(BRDF)模型计算了海面在紫外和可见光波段的辐射亮度,并与大气传输软件Modtran计算结果进行了对比分析.基于目标表面材料BRDF模型,计算分析了海上某舰船目标分别在紫外和可见光波段对背景辐射的散射亮度,并与海面背景辐射亮度进行了对比.结果表明,在紫外和可见光波段,海面背景辐射对舰船目标亮度的影响可以忽略,探测时间和方位、舰船表面材料、目标形状以及探测波段等因素,共同决定了舰船目标的散射特性,为实现海面舰船目标的多波段实时探测与识别提供一定的参考依据.     

海面杂波与目标雷达回波的的数值模拟

提出了一种将广义前后向迭代方法与谱加速算法结合的快速迭代数值方法,计算了电场水平极化与电场垂直极化锥形波入射到有船目标存在的粗糙海面上时海面散射杂波与目标回波,研究了雷达散射回波与某些重要的物理参数如极化、视角(特别是低掠角)和海面风速等因素的关系,给出了相应的计算结果.     

各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系

以同济大学自建的小型气象台站测得的2009—2011年气象数据为基础,采用回归分析的方法分析了晴空指数、太阳高度角对太阳辐射照度与光照度关系的影响,发现它们对太阳辐射照度的影响整体上呈现非线性,且影响规律在各分区间内略微不同.因此,采用分段线性拟合的方法将晴空指数和太阳高度角分为9个区间,分别建立对应的太阳辐射照度与太阳光照度之间的线性拟合关系,并通过实测数据证明这种处理方式具有较高精度.结论适用于纬度和天气条件与上海相似的地区.     

三角网格的融合与优化及其在电磁散射计算中的应用

为实现数值计算中复合模型的三角网格融合、优化电磁散射计算,提出基于三角形求交、面元内角控制的网格模型融合与优化算法.通过两个独立模型中三角面元的交点计算和模块内点云的Delaunay剖分,获得初始融合网格,再通过查找、消除畸形面元来优化融合后的网格.一系列模型的测试表明,在保持网格采样信息与几何外观的前提下,本文所提出的算法可稳健、有效地实现不同网格密度、不同结构特征的三角面元模型融合,去除畸形面元减少网格面元数目.     

海面3-5微米红外热像的模拟

海天背景红外热像的理论建模对于研究舰船目标的红外热像理论模型是相当重要的。该文重点研究了3-5微米波段海面红外热像的理论模拟方法。使用了国际标准的 JONSWAP 模型，并且利用快速傅立叶变换方法来模拟海面的粗糙程度。同时，充分考虑了太阳、天空等各个环境参数，利用计算机数值计算方法理论模拟了海面3-5饿波段红外热像，并研究了探测器的仰角对热像的影响。     

海洋船舶的微波辐射遥感研究

根据微波辐射理论 ,船舶与海洋背景或陆地、岛屿表面的发射率相差很大 ,故使用毫米波辐射计可以探测海面上的船舶。讨论了海洋、天空及陆地等背景微波辐射特性 ,给出了计算船舶目标与海洋背景的天线温度对比度的公式 ,并给出 8mm及 3mm波段下几种背景的辐射温度曲线和不同高度下的海上目标的天线温度对比度的计算和测量数据 ,另外 ,介绍了毫米波辐射计探测海上船舶的实用的试验方法以及其应用前景。     

基于船舶运动的微波多普勒海面回波模拟与分析

根据船载雷达探测海面时的工作特点,深入研究走航状态下微波段电磁波与海表面的作用机理.根据线性波浪理论和船舶运动规律,建立了基于时变海面的船舶运动模型,并通过与实测数据对比验证了模型的有效性.采用小斜率近似法计算海面的电磁散射,仿真得到走航状态下微波段海面散射回波,并分析了不同船舶运动方式对回波多普勒谱的影响.通过采用空间海浪反演算法验证仿真结果,证明了回波模拟算法的正确性.结果表明船舶运动导致回波统计特征发生明显变化,该结论为船载平台下海面后向散射回波研究与海浪反演算法改进提供了先验信息与理论模型.     

基于最佳阈值分割的舰船目标检测方法

提出了一种基于最佳阈值分割的舰船目标检测方法,该方法通过构造分割阈值集合,并搜索特征约束条件下的最佳分割阈值进行目标分割,从而实现目标与背景区域的成功分离.使用该方法对不同卫星来源、不同分辨率的24 523幅光学遥感图像和516幅SAR图像进行了实验,对于1 155个目标图像的检测率高于95.0%,同时虚警率保持在较低水平,表明该方法对于遥感图像中的海上舰船目标检测效果较好、适应性强.     

波浪载荷对船舶推进轴系的影响

针对用二维方法分析波浪对推进轴系影响时,只能计算纵向弯曲变形,且精度不高的问题,通过对某散货船进行三维有限元建模,基于PATRAN命令语言(PCL)进行编程,计算作用于船体有限元的波浪压力,并进行自动加载分析.在不同海况下,计算船体变形情况,分析了推进轴系处船体的相对变位及其对轴承负荷的影响.结果表明:在4级及4级以下海况时,波浪对轴线处船体变位影响较小;波浪对轴线处船体变位影响随海况增加而增加,在8级海况以上时,轴线处船体变位最大值超过4 mm,将对推进轴系各轴承负荷造成巨大影响;在航向角为30°时,3个方向的相对变位都有所增加.     

多种因素影响下的船舶航线诱导模型构建与应用

为实现船舶科学快速的到达目的地,通过结合海上船舶行驶的特点和影响因素建立了针对于船舶航行的海上航线诱导模型。首先根据影响船舶行驶的海风、波浪等因素和船舶自身情况求出船舶在风浪环境下行驶速度,进而求出风浪对航速的影响系数,然后利用改进的BPR公式和排队论的理论对船舶路段的行程时间进行计算,最后运用蚁群算法求出流量时变航路网中用时最短的路径。在进行建模时考虑了施工区的影响、不同位置风浪变化的影响以及碍航物的影响。研究表明：该模型在本算例中最佳航线比其他航线的最佳航线航行时间最高可减少6.4%,并且加入风浪等环境因素的影响使得结果更加准确,说明该方法能更好的为船舶航行提供帮助。     

锚泊状态下锚链作用力的计算方法

分别给出三种锚泊状态，即船体运动比较平缓、大风浪和走锚下求解锚链对船体作用力的方法．对于有铺底锚链时的静态锚链作用力的计算，着重介绍了两种新的方法——迭代法和优选法．最后通过计算实例，得出了若干结论．为实现完整的锚泊仿真系统提供了重要的理论基础。     

一种SAR图像Kelvin尾迹反演舰船速度的方法

SAR海洋图像中Kelvin尾迹是所有尾迹中包含较多舰船信息的一个。通过对Kelvin尾迹水动力产生机理和SAR成像机理分析,提出一种从SAR图像中的Kelvin尾迹反演舰船速度的方法。通过改变SAR参数、海况参数和舰船本身几何参数,分别对该方法进行了仿真实验,并对实际SAR图像进行处理。结果表明比传统方法具有精度高、稳定性好的优点。     

极区船舶及海洋结构冰荷载的离散元分析

 冰荷载是影响极区船舶及海洋结构振动响应和疲劳寿命的重要因素。针对海冰的离散特性,分别采用具有黏结-破碎效应的球体单元、扩展圆盘单元以及基于闵可夫斯基和方法的扩展多面体单元构造海冰离散单元模型,分析了船体、固定式、自升式以及浮式海洋结构的冰荷载特性及分布规律。此外,为计算海冰作用下海洋结构的振动响应,建立了相应的冰激结构振动的离散元-有限元模型。在上述基础上自主研发了基于图像处理单位（GPU）并行算法的海冰离散元软件（IceDEM）,实现了对船舶以及海洋平台结构冰荷载离散元分析的大规模计算。