船舶运动建模与仿真研究进展及未来发展趋势

梳理和分析了国内外学者对船舶运动建模与仿真所做的工作,概括了在风、浪、流、冰、船间效应、岸壁效应等作用下的船舶操纵性预报,介绍了船舶运动仿真的主流方法及在模拟中的应用,总结归纳了船舶运动建模与仿真研究进展中的关键技术,并指出智能化建模和仿真将会成为未来发展趋势.     

基于回归-卡尔曼滤波组合模型的航道整治区域船舶交通流时空预测

为分析及预测工程不同阶段航道整治区域船舶交通流量变化,通过确立研究断面,获取交通流数据,对研究断面处的船舶交通流时空特性进行分析.基于现有数据,将回归模型预测值替代卡尔曼滤波模型中的状态转移值,建立回归-卡尔曼滤波组合模型,在卡尔曼滤波模型预测具有实时性的基础上,提高预测精度,并利用历史数据进行了预测.预测结果与实际数...     

基于船舶与海洋工程的船体结构设计思路

船体结构设计作为船舶制造中的一个重要环节,其设计质量的高低不仅关系着整个船舶的建造质量,对于海洋工程的发展具有极其重要的现实意义.传统理念下的船体结构设计主要以数据、描述结构以及外形尺寸作为主要参考依据,忽略了设计和数据信息的规范,十分不利于船体结构设计的修改.在基于船舶与海洋工程的船体结构设计,如何设计出既完美又可以...     

基于优化概率神经网络法船舶柴油机燃油系统故障检测

针对船舶柴油机结构异常复杂、故障特征信息输入输出不明显,难以诊断故障的问题,提出一种基于优化概率神经网络的检测方法,该方法采用遗传算法结合概率神经网络模型将误差数值作为优化目标,将目标函数视为最小值问题映射为适应度函数,经遗传算法操作以减小误差并消除概率神经网络模型自身影响使得故障特征最大化,结合其模型强大的非线性分类能力可提高辨别柴油机复杂多变的故障类型及其相似的特征。通过建立基于优化概率神经网络故障检测模型,选取燃油供给系统故障数据作为检测样本,经仿真验证,得到优化后概率神经网络故障检测正确率较高的结果,验证了该方法有一定的研究效果。     

基于泰勒级数展开法的船舶水动力数值预报

为减小由大、小时间参数区域划分不明确所导致的三维时域Green函数的数值误差,在大、小时间区域交界处采用泰勒级数展开法对三维时域Green函数进行计算.基于线性叠加原理,采用脉冲响应函数法对船舶辐射问题与绕射问题进行求解.将Wigley Ⅰ型船作为研究算例,数值计算结果表明:本文计算的三维时域Green函数数值精度在大...     

船舶操纵运动中的力学问题及实际应用

船舶操纵性是船舶能根据驾驶者的意图来保持或改变航速、航向和位置的能力.船舶操纵中包含了复杂的力学问题.本文以船体、螺旋桨和舵各自单独的水动力为基础,加上船一桨一舵相互之间的流体干扰,以及风和流的影响,说明并验证了船舶操纵中力学问题的重要性,对船舶驾驶工作有实用价值.     

基于水动力模型的船舶航态的模拟仿真

根据船舶运动动态平衡原理,采用源汇法建立了在不同浪向下船舶横向运动的不动力模型,根据给定的船舶参数,用STF切片法计算了船体的水动力系数和波浪扰动力（矩）,并存入数据库。提出了采用四阶龙格－库塔法求解船舶运动水动力模型的线性微分方程组,以获得船舶随时间变化的各自由度运动幅值。提出并采用了与以往不同的三维模拟仿真方法－虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维船舶航态（横摇、摇艏、横荡）在该场景中的实时动态仿真,取得了良好的效果。     

船舶力控减摇鳍伺服系统研究

针对船舶力控减摇鳍伺服系统,运用H∞控制理论考虑混合灵敏度S／KS问题设计了控制器,由于混合灵敏度S／KS问题模型、权函数的选择、系统奇异性对等实际问题是H∞控制理论应用于实践的关键问题,因此本文结合船舶力控减摇鲁伺服系统着重对这些问题进行了研究,这种思想对于将方法设计的控制器的效果进行了比较,证明了H∞控制应用于系统的优越性。     

基于自适应退火遗传算法的船舶管路布局优化方法

采用自适应遗传算法来确定标准遗传算法的杂交率和变异率,尤其对变异率的调整,使其不但能根据个体适应值的大小进行自适应修正,而且能随进化状态的改变而改变,从而增强了算法摆脱局部最优解的能力.同时引入模拟退火思想,通过对标准遗传算法接受算子的退火处理,使其在搜索过程中除了接受优化解以外还以Metropolis准则接受恶化解,提高了种群的多样性,有效地增强了全局寻优能力.通过对适应值函数的退火拉伸,调整了进化前后期的适应值差异,从而加速了寻优过程.最终以形成的自适应模拟退火遗传算法进行船舶管路的三维布局优化,仿真实验表明,该算法不但加快了寻优速度,而且与标准遗传算法相比全局收敛率提高了近30%.     

大型船舶外板自重成型工艺参数数值试验分析

为提高大型船舶外板成型加工生产效率,降低试验成本,在考虑大应变效应基础上,采用有限元方法建立了计算模型并经实船板自重成型试验验证.应用数值模型进行系列船体板自重成型数值试验,建立自重成型数据库.以鞍型板为例,分析工艺参数(如长度、宽度、厚度、半径)对钢板成型的影响规律,给出各工艺参数的影响曲线.参考梁理论计算鞍型板自重成型的公式,建立样本数据的回归模型,使回归模型具有一定的物理意义,从而达到较好的回归拟合效果,为编制船体外板自重成型预报系统打下较好的基础.