基于KFESO的多无人艇分布式协同路径跟踪复合抗扰控制

1

作者 陈浩宇 徐海祥 +2 位作者 魏骁 王健 陈伟 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期191-202,共12页

[目的]针对无人水面艇(USV)受高低频混合多源干扰影响,难以精确获取状态信息及保证跟踪精度的问题,提出一种基于卡尔曼滤波联合扩张状态观测器(KFESO)的多艇分布式协同路径跟踪复合抗扰控制方法。[方法]联合Kalman滤波器构造KFESO用于... [目的]针对无人水面艇(USV)受高低频混合多源干扰影响,难以精确获取状态信息及保证跟踪精度的问题,提出一种基于卡尔曼滤波联合扩张状态观测器(KFESO)的多艇分布式协同路径跟踪复合抗扰控制方法。[方法]联合Kalman滤波器构造KFESO用于估计无人艇各阶状态量以及集总扰动。设计分布式状态观测器观测虚拟领航艇速度信息,并根据参考速度估计值以及KFESO输出的位置和速度估计值,基于一致性理论与视线引导律设计运动学协同控制器。在此基础上,再利用反步法与动态面控制技术设计动力学抗扰控制器。使用李雅普诺夫稳定性理论证明控制系统下所有误差信号一致最终有界。[结果]仿真结果表明,所设计的控制方法能够准确获取USV各阶状态,且在高低频混合多源干扰下仍具有良好的跟踪精度与抗干扰能力。[结论]该方法能够缓解状态观测器在估计速度与精度之间的矛盾,提高多艇协同路径跟踪精度。 展开更多

关键词 无人艇 分布式协同路径跟踪 多源干扰 运动控制 操纵性

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米林地震的断层破裂过程及近断层地震动特性研究 被引量：2

2

作者 谢星 钟菊芳 +2 位作者 胡祎石 张艳红 胡晓 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2024年第5期466-476,共11页

为了从应力角度揭示2017年西藏米林Ms6.9地震的断层破裂过程,获取该次地震的地震动近断层特性,基于动力学震源模型,以有限断层运动学震源模型反演结果为约束,通过试错法给定震源动力学计算参数,采用谱元法(SPECFEM3D程序)进行了2017年米... 为了从应力角度揭示2017年西藏米林Ms6.9地震的断层破裂过程,获取该次地震的地震动近断层特性,基于动力学震源模型,以有限断层运动学震源模型反演结果为约束,通过试错法给定震源动力学计算参数,采用谱元法(SPECFEM3D程序)进行了2017年米林Ms6.9地震的单、双断层模式震源破裂过程模拟,对比分析了断层模式对震源破裂过程的影响,分析了模拟地震动的近断层效应。结果表明:构建的动力学震源模型可以很好地再现米林地震的破裂特征;地表地震动具有显著的上盘效应和集中性效应;诱发断层会抑制孕震断层的破裂发展,会局部促进地表地震动的发展,但在整个地震事件中作用有限。 展开更多

关键词 米林地震 动力学震源 谱元法 滑移量 断层破裂过程 地震动 近断层效应

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海上航船分布及其对海洋环境噪声的影响 被引量：7

3

作者 衣雪娟 林建恒 +3 位作者 孙军平 江鹏飞 蒋东阁 蒋国健 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1270-1278,共9页

当代水下目标探测向低频远程发展,海洋环境噪声的低频特性倍受关注,航船噪声是海洋中的主要低频噪声源。近几十年来,海上航运量迅速增长,导致海洋环境低频噪声大幅升高,增加了海洋环境的噪声污染。本文依据港口进出航船信息库和船舶自... 当代水下目标探测向低频远程发展,海洋环境噪声的低频特性倍受关注,航船噪声是海洋中的主要低频噪声源。近几十年来,海上航运量迅速增长,导致海洋环境低频噪声大幅升高,增加了海洋环境的噪声污染。本文依据港口进出航船信息库和船舶自动识别技术数据库资料,分析历史航船分布数据,依据获得的某开阔海域航船分布规律,建立数值模型估计了航船噪声源对低频海洋环境噪声特征的影响。结果表明,日进、出港的航船数近似满足正态分布,近海开阔海域单位面积、单位时间内的航船数近似满足泊松分布;由于海上航船的影响,海洋环境噪声强度呈明显的水平非均匀分布状态。 展开更多

关键词 低频海洋环境噪声 航船噪声源 航船分布

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考虑单气泡运动特性的舰船尾流气泡分布研究 被引量：11

4

作者 田恒斗 金良安 +1 位作者 王涌 迟卫 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1126-1130,共5页

为从理论上分析舰船远程尾流中的气泡分布特征,首先研究了单个气泡在远程尾流中的运动特性及影响要素,重点考虑了上浮速度与传质速率这两个相互影响的耦合因素,构建了完整描述远程尾流场中单气泡上浮运动全过程的动态耦合数学模型;进而... 为从理论上分析舰船远程尾流中的气泡分布特征,首先研究了单个气泡在远程尾流中的运动特性及影响要素,重点考虑了上浮速度与传质速率这两个相互影响的耦合因素,构建了完整描述远程尾流场中单气泡上浮运动全过程的动态耦合数学模型;进而利用该模型结合统计分析的思想,提出了一种计算舰船远程尾流场中气泡群整体存留时间、相对数密度和尺度分布变化等重要特征的便捷方法;其计算结果与实验数据吻合良好,表明了该模型和方法的科学性。 展开更多

关键词 流体力学 舰船尾流 气泡分布 单气泡运动 统计分析

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2013年四川芦山M_S7.0地震近断层强地面运动模拟及烈度分布估计 被引量：16

5

作者 孟令媛 周龙泉 刘杰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期441-448,共8页

2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,... 2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,对近断层区域的强地面运动进行初步计算,并基于强地面运动的模拟结果给出震区烈度分布的初步估计.模拟结果显示:模拟烈度图显示极震区的烈度在IX级左右,VI级烈度影响范围大致为16000km2,该结果与中国地震局于4月27日给出的震区实测烈度图一致程度较高.强烈地震发生后,基于近断层强地面运动模拟计算的结果,可以给出相对合理的地震烈度分布情况估计,对震区震情判定及救灾工作具备较高的现实意义. 展开更多

关键词 芦山地震 断层滑动分布 有限断层模型 强地面运动 模拟烈度分布图

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波浪中多船多墩柱受力和运动的快速计算方法 被引量：5

6

作者 黄明汉 邹志利 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第11期1227-1240,共14页

文章对多船多墩柱相互作用问题提出了一个快速计算方法。该方法是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面之外的外场。对内场,采用简单的解析解;对外场,由于剖面是矩形的,所以可采用在船... 文章对多船多墩柱相互作用问题提出了一个快速计算方法。该方法是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面之外的外场。对内场,采用简单的解析解;对外场,由于剖面是矩形的,所以可采用在船体水面周线上分布源汇的简单的源汇分布法。对内外场进行耦合匹配进行求解。直立柱体则相当于船底和水底之间间隙为零的情况,所以上面也可包括直立柱体的情况,这样该方法对多船多墩柱的问题可以给出简便快速的算法。通过与试验结果和数值结果的比较,验证了文中计算的有效性。 展开更多

关键词 多船 波浪力 船运动响应 源汇分布法

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波浪中航行浮体设计荷载与运动计算 被引量：4

7

作者 王言英 朱仁传 苗杰 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期457-462,共6页

应用源汇分布法通过理论分析与数值计算确定在波浪中航行的海洋结构物运动和遭遇设计荷载，对Ｇｒｅｅｎ函数积分核中的奇点及其在特定计算域的高频震荡与增幅问题进行了数学处理；计算实例同有关试验结果的比较表明本计算结果达到工程... 应用源汇分布法通过理论分析与数值计算确定在波浪中航行的海洋结构物运动和遭遇设计荷载，对Ｇｒｅｅｎ函数积分核中的奇点及其在特定计算域的高频震荡与增幅问题进行了数学处理；计算实例同有关试验结果的比较表明本计算结果达到工程应用精度． 展开更多

关键词 格林函数 波浪载荷 船舶运动 海洋结构物 拖航

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两船在波浪中耦合运动的三维频域理论研究(英文) 被引量：9

8

作者 王建方 李积德 蔡新功 《船舶力学》 EI 2003年第6期15-26,共12页

本文采用三维势流理论求解两船在波浪中相互干扰的耦合运动。基于源分布方法,两船船体表面被划分成若干面元,在每一面元上进行等源强分布。为了验证该理论以及算法的可行性,计算了有限水深中两圆柱的水动力干扰,其数值计算结果与其他理... 本文采用三维势流理论求解两船在波浪中相互干扰的耦合运动。基于源分布方法,两船船体表面被划分成若干面元,在每一面元上进行等源强分布。为了验证该理论以及算法的可行性,计算了有限水深中两圆柱的水动力干扰,其数值计算结果与其他理论结果吻合较好。其次计算了两船在波浪中无航速与有航速情况的水动力干扰,其结果与单船结果以及双船试验结果进行比较。同时深入研究了纵横向间距以及航速变化对水动力干扰的影响,得出间距与航速不仅是水动力干扰的重要参数,而且对两船中的小船影响尤为重要。本文的研究提出了一种有效而又简单的方法预报两船在波浪中的耦合运动,为分析海上航行补给所涉及的水动力问题提供了有效的手段。 展开更多

关键词 两船耦合运动 三维频域理论 源分布方法 干扰效应 海上航行补给

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波浪中多船近距离并行航行的水动力干扰研究 被引量：7

9

作者 许勇 董文才 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第4期389-400,共12页

采用三维势流理论及多体动力学理论建立了波浪中近距离并行航行多船波浪作用力及运动响应的计算模型.为考虑航速效应对船体间自由面的影响,采用三维移动脉动源Green(格林)函数来模拟船间的辐射波及绕射波.采用该数学模型求解了零航速及... 采用三维势流理论及多体动力学理论建立了波浪中近距离并行航行多船波浪作用力及运动响应的计算模型.为考虑航速效应对船体间自由面的影响,采用三维移动脉动源Green(格林)函数来模拟船间的辐射波及绕射波.采用该数学模型求解了零航速及有航速情形下两船近距离并行时的流体动力项及运动响应,和模型试验结果比较验证了方法的可靠性.将该方法推广至三船并行航行的情形,重点分析了三船并行时水动力干扰和两船并行时水动力干扰的差异. 展开更多

关键词 水动力干扰 多船 波浪作用力 运动响应 移动脉动源

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1303年洪洞8级地震GIS系统与震害分布特征分析 被引量：9

10

作者 高孟潭 金学申 +1 位作者 安卫平 吕晓健 《地震学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期363-368,共6页

采用GIS技术 ,建立了 130 3年洪洞地震的地理信息系统 .应用GIS平台空间分析功能研究了 130 3年洪洞地震的震害空间分布特征和地震等震线的特点 .通过与标准地震烈度衰减关系的对比 ,分析了地震烈度异常分布的空间特征及其与构造、场地... 采用GIS技术 ,建立了 130 3年洪洞地震的地理信息系统 .应用GIS平台空间分析功能研究了 130 3年洪洞地震的震害空间分布特征和地震等震线的特点 .通过与标准地震烈度衰减关系的对比 ,分析了地震烈度异常分布的空间特征及其与构造、场地条件、盆地之间的关系 .研究了震源与近源地下结构对地表地面运动的影响 ,探讨了这种烈度分布特征对区域地震区划、抗震设防、震害预测以及地震应急响应等方面的影响 . 展开更多

关键词 洪洞地震 震害分布 地理信息系统 近源强地面运动

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分布式遗传的船舶航向神经网络优化控制 被引量：7

11

作者 邓华 王仁强 +2 位作者 胡甚平 缪克银 杨永前 《上海海事大学学报》 北大核心 2020年第4期15-19,49,共6页

针对海上风浪环境对船舶航行的干扰,利用遗传神经网络优化算法设计船舶航向控制器。利用分布式遗传算法(distributed genetic algorithm,DGA)并结合模拟退火算法对常规遗传算法(genetic algorithm,GA)进行改进。利用改进的GA对径向基函... 针对海上风浪环境对船舶航行的干扰,利用遗传神经网络优化算法设计船舶航向控制器。利用分布式遗传算法(distributed genetic algorithm,DGA)并结合模拟退火算法对常规遗传算法(genetic algorithm,GA)进行改进。利用改进的GA对径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络进行优化。利用优化的RBF神经网络对系统不确定项进行逼近,并对控制输入进行补偿实现抗饱和控制。利用三阶干扰观测器对外部扰动实时跟踪并反馈到滑模控制器(sliding mode controller,SMC)设计中。借助SMC设计并结合李雅普诺夫稳定性理论推算出船舶运动控制律,实现船舶运动优化控制。通过实验验证了本文设计的控制器性能较现有的模糊PID控制器和神经网络SMC优越,系统达到稳定的时间短,平均超调量小。 展开更多

关键词 船舶运动 优化控制 径向基函数(RBF)神经网络 分布式遗传算法(DGA) 输入饱和

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远洋船舶遭遇极端海况波浪参数计算 被引量：2

12

作者 王言英 钱昆 朱仁传 《海洋工程》 CSCD 1998年第2期30-34,共5页

应用Ｗｅｉｂｕｌ函数与幂函数对海浪长期观测子样进行了关于波浪周期与波高联合概率分布的数值拟合，给出远洋船舶遭遇极端海况波浪参数计算方法。通过对大西洋海域的波浪观测资料分析，建立了不同船长船舶在各种遭遇概率下的设计波计... 应用Ｗｅｉｂｕｌ函数与幂函数对海浪长期观测子样进行了关于波浪周期与波高联合概率分布的数值拟合，给出远洋船舶遭遇极端海况波浪参数计算方法。通过对大西洋海域的波浪观测资料分析，建立了不同船长船舶在各种遭遇概率下的设计波计算公式。对ＬＲ和ＢＶ提供的两船四状态的运动与荷载计算结果表明，设计波的预报是令人满意的。 展开更多

关键词 概率分布 统计分析 船舶运动 波浪荷载

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高架索航行补给中船舶在波浪中的运动性能研究 被引量：9

13

作者 邓凯 李红涛 余建星 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第2期217-225,共9页

采用三维势流理论计算高架索航行补给中两船在波浪中的运动响应,将船体周围流场速度势分解为波浪入射势、自身绕射势、相邻船体的存在产生的绕射势、自身辐射势和相邻船体运动产生的辐射势,通过源汇分布法进行求解;对高架索索道上的恒... 采用三维势流理论计算高架索航行补给中两船在波浪中的运动响应,将船体周围流场速度势分解为波浪入射势、自身绕射势、相邻船体的存在产生的绕射势、自身辐射势和相邻船体运动产生的辐射势,通过源汇分布法进行求解;对高架索索道上的恒定张力在耦合方程中表示为高架索瞬时张力系数矩阵;求解两船体在规则波中的联立运动方程可得两船的运动响应。通过计算结果与高架索航行补给中两船运动响应的试验结果进行比较,吻合良好,说明文中的计算方法是可行的,在此基础上,对不同高架索恒定张力和不同浪向角条件下的接受船运动幅值响应进行计算并讨论,最后得出结论。 展开更多

关键词 高架索补给系统 势流理论 源汇法 高架索瞬时张力系数矩阵 耦合方程 运动响应

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一种快速有效地计算多物体耦合运动的方法(英文) 被引量：2

14

作者 黄明汉 邹志利 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第6期617-631,共15页

文章给出一种简单有效的计算多船和多墩柱相互作用的方法。该方法的出发点是将船体剖面用具有等效矩形代替,并将其周围的流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面的外场。内场速度势采用简单的解析解;外场速度势沿水深做傅立叶级数展开... 文章给出一种简单有效的计算多船和多墩柱相互作用的方法。该方法的出发点是将船体剖面用具有等效矩形代替,并将其周围的流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面的外场。内场速度势采用简单的解析解;外场速度势沿水深做傅立叶级数展开,并在船体水面周线上分布源汇。然后在内外场交界面上进行耦合匹配求解。对于求解墩柱可以等效于求解船体底间隙为零的情况。上面简单的方法对于多船和多墩柱的耦合计算是简单和有效的。通过给出数值算例,证明了本方法的精确性和有效性,并且研究了多船和港口间的相互作用问题。 展开更多

关键词 波浪 多船 源汇分布法 多墩柱

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模拟汶川地震动持时的空间分布规律研究 被引量：1

15

作者 钟菊芳 袁峰 邱卓 《地震研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期483-492,I0001,共11页

利用随机有限断层时程模拟程序,模拟符合汶川地震区域特性的水平分量加速度时程,分析模拟加速度时程持时的空间分布和变化规律。结果表明:模拟加速度时程的各种持时分布均能很好地体现持时的破裂方向性效应,但未能清晰反映持时的上盘/... 利用随机有限断层时程模拟程序,模拟符合汶川地震区域特性的水平分量加速度时程,分析模拟加速度时程持时的空间分布和变化规律。结果表明:模拟加速度时程的各种持时分布均能很好地体现持时的破裂方向性效应,但未能清晰反映持时的上盘/下盘效应;模拟加速度时程的重要持时能反映近断层区域持时明显小于远场持时的特点,但在总体空间分布上更为“单一”,未表现出明显的区域“突变”现象;相较于重要持时,模拟加速度时程与台站记录时程的Bolt持时之间存在更大差异;模拟加速度时程的重要持时与相对Bolt持时随断层距的变化趋势,总体上能反映水平分量记录时程持时的空间变化特性。 展开更多

关键词 地震动持时 随机有限断层法 震源参数 汶川地震 空间分布

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一快速有效地计算肥大型船体运动的方法

16

作者 黄明汉 邹志利 +1 位作者 张文忠 张庆河 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期760-770,共11页

文章对船体的水动力和运动提出了一个快速有效的计算方法。该方法考虑了船体周围流场的三维效应,既适用于细长型船体,也适用于肥大的船型。该方法的出发点是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内... 文章对船体的水动力和运动提出了一个快速有效的计算方法。该方法考虑了船体周围流场的三维效应,既适用于细长型船体,也适用于肥大的船型。该方法的出发点是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面之外的外场。对内场,采用简单的解析解;对外场,由于剖面是矩形的,所以可采用在船体水面周线上分布源汇的简单的源汇分布法。对内外场进行耦合匹配进行求解。通过与三维源汇方法计算的结果比较,验证了文中计算的快速性和有效性。 展开更多

关键词 波浪力 船体运动 肥大型船体 源汇分布法

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港口中船舶和多墩柱耦合作用的计算方法

17

作者 黄明汉 张文忠 邹志利 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期311-322,共12页

文章给出了一个有效的计算港口中船舶和多墩柱耦合作用问题的方法。该方法通过将Lean和Bowers等的方法扩展应用于考虑一般三维流动,即可以考虑船舶和多墩柱耦合计算问题,其中对于直立坐底墩柱的求解相当于对船底间隙为零时的求解。该方... 文章给出了一个有效的计算港口中船舶和多墩柱耦合作用问题的方法。该方法通过将Lean和Bowers等的方法扩展应用于考虑一般三维流动,即可以考虑船舶和多墩柱耦合计算问题,其中对于直立坐底墩柱的求解相当于对船底间隙为零时的求解。该方法计算船舶和墩柱间耦合问题简单而有效。为了证明本方法准确有效,文中给出了多个算例并与试验进行比较。最后,对船舶和多墩柱间的耦合计算进行了分析。 展开更多

关键词 波浪 船舶 源汇分布法 多墩柱

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基于粒群优化的图像有序盲分离算法

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作者 王荣杰 詹宜巨 +1 位作者 周海峰 陈美谦 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第4期1-6,20,共7页

针对图像的有序盲分离技术,提出一种基于粒子群优化的盲源抽取方法。该方法首先根据图像信号的高阶统计特性构造用于估计分离向量的目标函数,然后通过改进的粒子群算法优化该函数,获得最佳分离向量,并实现图像信号的逐次恢复。仿真实验... 针对图像的有序盲分离技术,提出一种基于粒子群优化的盲源抽取方法。该方法首先根据图像信号的高阶统计特性构造用于估计分离向量的目标函数,然后通过改进的粒子群算法优化该函数,获得最佳分离向量,并实现图像信号的逐次恢复。仿真实验结果表明,该方法不仅能依四阶累积量的绝对值降序地实现图像信号的盲分离,还能同时分离服从超高斯分布的语音信号和服从亚高斯分布的图像信号。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 粒群优化算法 盲分离 图像信号 超高斯分布 亚高斯分布

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浅水亚临界航速舰船水压场计算方法研究

19

作者 邓辉 张志宏 +1 位作者 刘巨斌 顾建农 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第8期846-854,共9页

基于浅水波动势流理论和薄船假定,建立了浅水亚临界航速舰船水压场理论数学模型.采用有限差分方法,对浅水亚临界航速舰船水压场分布特征进行了数值计算.分析了航道岸壁、Froude数、色散效应对舰船水压场的影响,利用虚拟长度法改善了计... 基于浅水波动势流理论和薄船假定,建立了浅水亚临界航速舰船水压场理论数学模型.采用有限差分方法,对浅水亚临界航速舰船水压场分布特征进行了数值计算.分析了航道岸壁、Froude数、色散效应对舰船水压场的影响,利用虚拟长度法改善了计算结果.通过与源汇分布法、Fourier积分变换法以及实验结果进行比对,验证了所建立的舰船水压场数学模型和计算方法的正确性. 展开更多

关键词 浅水 亚临界 舰船水压场 有限差分法 源汇分布法 Fourier积分变换法

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基于云的粒子群算法在船舶工程中的研究

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作者 孙敏燕 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第9X期121-123,共3页

船舶的运动情况对于船舶航行的安全非常重要。本文利用船舶纵向运动微分方程获得辨识参数,通过云的粒子群算法进行参数优化,最后进行实验仿真,实验结果表明了此算法能够较为精准的描述出船舶的纵向运动情况。

关键词 粒子群算法 正态云分布 船舶纵向运动

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