船厂切割加工中心生产仿真研究

1

作者 钱蔚鑫 柳存根 +1 位作者 汪学锋 杨志 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第11期8-11,34,共5页

采用离散事件仿真方法,根据工艺及物流状况归纳出船厂切割加工中心的数学模型,并基于Plant Simulation仿真平台进行二次开发。层次化搭建船厂切割加工中心系统仿真模型,以设备运转率和人员工时利用率作为仿真评价指标,提出钢板切割长度... 采用离散事件仿真方法,根据工艺及物流状况归纳出船厂切割加工中心的数学模型,并基于Plant Simulation仿真平台进行二次开发。层次化搭建船厂切割加工中心系统仿真模型,以设备运转率和人员工时利用率作为仿真评价指标,提出钢板切割长度、切割完的零件数目、板厚、钢板质量以及切割机切割速度等系统建模关键指标,用于模拟真实系统并输出可靠的生产数据。结合所采集的实际生产资料,依据数学模型和仿真指标建立某船厂切割加工中心实例模型,以2个工作日的计划作为输入进行模拟,通过输出的仿真时间检验生产计划,通过设备运转率和人员工时利用率的比较找出生产瓶颈并进行调整,最终得到了可行的改进方案。 展开更多

关键词 船厂 仿真 计划检验 瓶颈分析 PLANT SIMULATION

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均匀海洋波导本征值问题的多模态分析方法

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作者 魏旺 王斌 范军 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期126-130,共5页

针对传统搜根法求解本征值依赖于初值的设定、精度不高且容易丢根等问题,提出了基于多模态展开方法的本征值、本征函数的快速求解方法。用正弦函数作为深度方向声压的正交函数基,对波动方程进行模态展开,将超越方程的搜根问题转化为正... 针对传统搜根法求解本征值依赖于初值的设定、精度不高且容易丢根等问题,提出了基于多模态展开方法的本征值、本征函数的快速求解方法。用正弦函数作为深度方向声压的正交函数基,对波动方程进行模态展开,将超越方程的搜根问题转化为正交展开系数矩阵的特征值分解,在求解本征值的同时得到本征函数。运用该方法对一些典型的海洋波导进行了数值计算,得到了单层等声速波导、具有声速剖面的波导,以及双层波导的本征值与本征函数结果,并与标准计算结果进行对比,证明该方法是合理且可行的。 展开更多

关键词 多模态展开 简正波 本征值 本征函数

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气液混输管线系统严重段塞流理论模型 被引量：6

3

作者 段金龙 高嵩 +1 位作者 张新曙 尤云祥 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1286-1293,1299,共9页

针对管线与垂直立管系统内严重段塞流的流动特性,建立了一种高效的不完全依赖于实验参数的一维瞬态理论预测模型.该模型不仅能够预测不同类型严重段塞流的发生范围,还能得到压力、周期、流量、气液速度、含气率和折算速度等严重段塞流... 针对管线与垂直立管系统内严重段塞流的流动特性,建立了一种高效的不完全依赖于实验参数的一维瞬态理论预测模型.该模型不仅能够预测不同类型严重段塞流的发生范围,还能得到压力、周期、流量、气液速度、含气率和折算速度等严重段塞流特性参数,并可对管道系统内气液流态的变化进行实时判别.理论模型预测结果与实验吻合较好. 展开更多

关键词 管线与垂直立管系统 理论模型 严重段塞流 流动特性

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基于分解的进化算法和多变量分析技术在船型参数设计中应用 被引量：3

4

作者 杨路春 杨晨俊 +1 位作者 汪志强 李学斌 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1200-1206,共7页

引入优化和决策技术讨论船型参数设计的多目标优化论证,基于分解的进化算法(DBEA)将船型参数设计的多个目标优化问题分解为一定数量的单目标优化子问题,采用进化算法同时求解这些单目标优化子问题.DBEA算法的种群由法向边界相交方法(NBI... 引入优化和决策技术讨论船型参数设计的多目标优化论证,基于分解的进化算法(DBEA)将船型参数设计的多个目标优化问题分解为一定数量的单目标优化子问题,采用进化算法同时求解这些单目标优化子问题.DBEA算法的种群由法向边界相交方法(NBI)构建,子问题的优化通过和邻近个体的进化操作完成.采用熵权和灰色关联方法对DBEA算法得到的船型Pareto解集进行综合评价,给出每个设计方案的定量指标排序.基于多变量分析技术讨论了船舶设计变量的层次聚类属性,给出了设计变量间的类别特性.采用多维标度方法(MDS)给出了这些变量在二维平面里的映射图形,结合聚类树形图可以加深对船舶参数设计模型的认识.对一艘3万t油船进行船型参数设计,算例分析表明,DBEA算法能够快速获得分布均匀的Pareto解,灰色关联方法的决策合理可行. 展开更多

关键词 船型参数设计 基于分解的进化算法 熵权-灰色关联分析 多变量分析 综合评价

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基于功能基元拓扑优化法的任意正泊松比超材料结构设计 被引量：6

5

作者 杨德庆 秦浩星 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期819-829,共11页

采用功能基元拓扑优化设计方法,以超材料结构的承载能力为目标,选取功能基元结构刚度最大化为目标函数,以指定泊松比值作为约束条件,建立了任意正泊松比超材料结构拓扑优化设计模型并求解.提取拓扑优化得到的功能基元最优构型,建立有限... 采用功能基元拓扑优化设计方法,以超材料结构的承载能力为目标,选取功能基元结构刚度最大化为目标函数,以指定泊松比值作为约束条件,建立了任意正泊松比超材料结构拓扑优化设计模型并求解.提取拓扑优化得到的功能基元最优构型,建立有限元模型,验算了功能基元的泊松比值.计算了基于功能基元周期性序构形成的超材料结构的面内、面外结构承载性能.结果表明,设计的超材料结构与传统多孔材料结构相比,具有更好的承载能力,具备轻量化优势. 展开更多

关键词 超材料 泊松比 功能基元 拓扑优化 结构刚度

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薄片炸药作用于波纹板防爆墙时的流场压力分析

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作者 罗放 张世联 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第5期135-143,共9页

在薄片炸药冲击试验中,所产生的均布流场压力会对波纹板防爆墙造成中拱效果,但该作用机理尚未明确。在该试验的比较基础上,通过流固耦合法对薄片炸药所产生的流场压力变化开展研究。在分析波纹面板及空气的压力分布变化后,发现并揭示了... 在薄片炸药冲击试验中,所产生的均布流场压力会对波纹板防爆墙造成中拱效果,但该作用机理尚未明确。在该试验的比较基础上,通过流固耦合法对薄片炸药所产生的流场压力变化开展研究。在分析波纹面板及空气的压力分布变化后,发现并揭示了波纹面板上出现第二次压力峰值和自由边压力耗散现象的机理。在此基础上定量分析了薄片炸药量和槽型深度对流场压力和波纹面板变形的变化规律。研究发现,随着炸药量增加,二次压力峰值将使波纹面板中拱现象愈加明显,而槽型深度会加大压力峰值。文中机理和定量分析可为海洋平台防爆结构的设计分析提供补充参考。 展开更多

关键词 薄片炸药 流固耦合法 流场压力 压力耗散 第二次压力峰值

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水下目标宽带回波特性的快速计算方法 被引量：3

7

作者 贾波 王斌 +1 位作者 范军 张培珍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期224-228,共5页

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数... 基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数切比雪夫节点处的板块散射声场,再利用切比雪夫逼近理论插值得到宽频带内各频率点处的精密计算.结合分离出的随频率快速起伏项,获取每个板块的宽带散射声场,通过各板块元散射声场叠加得到目标宽带回波特性.该方法避免了传统板块元算法逐频率点计算所带来的大量板块的重复计算,可以快速、精确计算水下目标宽带回波特性,计算效率大为提高. 展开更多

关键词 板块元 散射声场 切比雪夫多项式 宽带回波特性

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波导中弹性波频散曲线计算的谱方法 被引量：4

8

作者 郭杨阳 范军 熊磊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1784-1788,共5页

将谱方法应用于平板和充水圆柱管中弹性波频散曲线的计算,采用Chebyshev插值和微分矩阵把本征方程离散为一系列线性方程.将超越方程搜根问题转化为广义本征值求解问题,求得的本征值即为波数,改变频率进而获得弹性波频散曲线.计算算例表... 将谱方法应用于平板和充水圆柱管中弹性波频散曲线的计算,采用Chebyshev插值和微分矩阵把本征方程离散为一系列线性方程.将超越方程搜根问题转化为广义本征值求解问题,求得的本征值即为波数,改变频率进而获得弹性波频散曲线.计算算例表明,与搜根方法相比,该方法回避了大量特殊函数的计算,因而计算速度更快并且更易实现;将此方法得到的频散曲线与搜根方法的结果进行比较,证明该方法是合理的、可行的. 展开更多

关键词 弹性波导 频散曲线 微分矩阵 谱方法 本征值问题

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Floquet-Bloch理论在频散曲线计算中的应用 被引量：4

9

作者 童韫哲 范军 王斌 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期11-14,共4页

实现了一种基于波有限元方法计算无限大平面波导中弹性波频散曲线的方法。该方法在有限尺度计算单元两边添加Floquet-Bloch周期性边界条件来近似模拟无限大弹性平面波导,利用有限元Comsol Multiphysics软件计算波导中弹性波频散曲线,并... 实现了一种基于波有限元方法计算无限大平面波导中弹性波频散曲线的方法。该方法在有限尺度计算单元两边添加Floquet-Bloch周期性边界条件来近似模拟无限大弹性平面波导,利用有限元Comsol Multiphysics软件计算波导中弹性波频散曲线,并讨论了有限尺度单元长宽之比与计算频段的关系。计算结果与谱方法计算结果对比,吻合很好,验证了方法的有效性。该方法回避了复杂特殊函数计算以及超越方程求解的困难,具有建模和计算简单的优点,并可推广至其它复杂弹性波导频散曲线的计算。 展开更多

关键词 LAMB波 频散曲线 波有限元法 Floquet-Bloch理论 周期性边界条件

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水下球体目标散射声场相位特性 被引量：3

10

作者 周彦玲 范军 王斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期945-950,共6页

为了研究水下目标声散射相位特性,本文基于经典Rayleigh简正级数解的解析方法和有限元数值方法对球体目标,如刚性球、弹性球和球壳的散射声场进行计算。结果表明:刚性球在ka>2π时相位随频率呈现接近线性变化;弹性球在弹性波共振频... 为了研究水下目标声散射相位特性,本文基于经典Rayleigh简正级数解的解析方法和有限元数值方法对球体目标,如刚性球、弹性球和球壳的散射声场进行计算。结果表明:刚性球在ka>2π时相位随频率呈现接近线性变化;弹性球在弹性波共振频率处出现相位跳变现象;不同材料、壳厚的球壳相频特性有很大的差异。最后通过单层球壳水池声散射实验,采用全相位法获取了其声散射相位特性,在20~40 kHz频段与理论预报结果相比吻合较好。研究结果为利用水下目标声散射相位信息进行目标识别和主动声隐身提供理论支撑。 展开更多

关键词 声散射 有限元 球体 球壳 回波仿真 全相位 相位特性

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基于遗传算法的声学覆盖层等效参数反演方法研究 被引量：2

11

作者 王少博 王斌 +1 位作者 范军 李兵 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期456-469,共14页

针对敷设声学覆盖层结构的声学特性数值仿真需求,本文提出一种基于遗传算法的声学覆盖层等效材料参数反演方法。将内部有空腔结构的声学覆盖层等效为多层均匀材料,定义关于多角度反射系数的目标函数,反演各层均匀材料复纵波、剪切波速度... 针对敷设声学覆盖层结构的声学特性数值仿真需求,本文提出一种基于遗传算法的声学覆盖层等效材料参数反演方法。将内部有空腔结构的声学覆盖层等效为多层均匀材料,定义关于多角度反射系数的目标函数,反演各层均匀材料复纵波、剪切波速度,分析反射系数数量、方位对材料参数反演精度的影响,摆脱传统方法面临的初值依赖性和多值性问题。数值仿真表明,该方法可以准确反演多层均匀材料复纵波和剪切波速度,并可用于敷设声学覆盖层结构的目标强度数值仿真分析。 展开更多

关键词 声学覆盖层 材料参数反演 遗传算法

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部分浸水周向开口圆柱壳声散射特性研究 被引量：2

12

作者 屈凯旸 王斌 范军 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期383-392,共10页

基于镜像原理和薄壳理论,推导得到部分浸水周向开口圆柱壳体散射声场解析解。仿真计算了部分浸水周向开口刚性和弹性圆柱壳体反向散射声场声压级,获取了反向散射声场随入射角度、频率以及开口角度的变化特性,并利用散射亮点模型和弹性... 基于镜像原理和薄壳理论,推导得到部分浸水周向开口圆柱壳体散射声场解析解。仿真计算了部分浸水周向开口刚性和弹性圆柱壳体反向散射声场声压级,获取了反向散射声场随入射角度、频率以及开口角度的变化特性,并利用散射亮点模型和弹性环绕波传播模型分析了特性形成机理。研究表明:由于水面界面的存在,部分浸水周向开口圆柱壳体散射声场可以分解为直达入射波和水面虚源入射波引起的散射声场叠加,并随频率变化呈现明显增强和抵消的干涉现象;周向开口可等效为弹性表面波传播的反射边界,可影响周向开口圆柱壳体声散射弹性共振特性。 展开更多

关键词 部分浸水 开口圆柱壳 薄壳理论 声散射分析

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基于声学隧道效应的低频目标强度增强技术 被引量：1

13

作者 徐盛瀛 范军 王斌 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期34-39,共6页

高分子聚合物(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料的瑞利(Rayleigh)波相速度低于水中声速,是一类亚音速波,其声散射特性及形成机理与金属材料存在一定差异。根据弹性球散射声场简正级数解,对比分析了相同尺寸的PMMA球和钢球的目标强度,... 高分子聚合物(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料的瑞利(Rayleigh)波相速度低于水中声速,是一类亚音速波,其声散射特性及形成机理与金属材料存在一定差异。根据弹性球散射声场简正级数解,对比分析了相同尺寸的PMMA球和钢球的目标强度,发现PMMA球在低频段具有较大的目标强度。采用亚音速波声学隧道效应和表面环绕波传播共振特性,对PMMA球中亚音速Rayleigh波形成的低频目标强度增强进行了物理机理解释和分析。最后,开展了PMMA球和钢球声散射水池试验,验证了PMMA球具备较大的低频目标强度以及分析结果的准确性。 展开更多

关键词 高分子聚合物 瑞利(Rayleigh)波 目标强度 声学隧道效应

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基于多模态展开的黏弹性材料复纵波波速反演方法 被引量：1

14

作者 党仁俊 王斌 范军 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期301-307,共7页

黏弹性材料广泛应用于水下航行器的降噪、减振或消声,精确获取其动力学参数的需求随着数值仿真技术发展而迅速提升。针对参数获取的声管测量方式,提出了一种使用复反射系数对黏弹性材料复纵波波速快速反演的方法。通过引入多模态展开方... 黏弹性材料广泛应用于水下航行器的降噪、减振或消声,精确获取其动力学参数的需求随着数值仿真技术发展而迅速提升。针对参数获取的声管测量方式,提出了一种使用复反射系数对黏弹性材料复纵波波速快速反演的方法。通过引入多模态展开方法,将复纵波波数超越方程的复平面搜根问题转化为展开系数系统矩阵特征值分解问题,推导出了三种典型背衬情况下展开系数系统矩阵,并分析了多模态展开截断阶次和复反射系数测量误差对复纵波波速反演精度的影响。数值仿真表明,该方法可以快速、准确地反演黏弹性材料的复纵波波速。 展开更多

关键词 多模态展开 复纵波波速 黏弹性材料

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加周期纵肋圆柱壳声辐射

15

作者 童韫哲 范军 +1 位作者 王斌 汤渭霖 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期246-255,共10页

本文研究了水中加周期纵肋圆柱壳在点力激励下的声辐射特性。壳体振动采用薄壳理论的Donnell方程描述,纵肋振动采用相互独立的梁的纵振动和弯曲振动方程描述。通过周向模态展开和轴向Fourier变换导出圆柱壳体径向振速表达式,使用波数域... 本文研究了水中加周期纵肋圆柱壳在点力激励下的声辐射特性。壳体振动采用薄壳理论的Donnell方程描述,纵肋振动采用相互独立的梁的纵振动和弯曲振动方程描述。通过周向模态展开和轴向Fourier变换导出圆柱壳体径向振速表达式,使用波数域稳相法积分得到了远场辐射声压的解析解。数值计算给出了接收点正对激励点情况下的远场辐射声压级,并据此进行了机理分析。在加周期纵肋无限长圆柱壳中存在两类辐射机理:亚音速的弯曲波辐射和超音速的Bloch弯曲波分量辐射。由于圆柱壳体表面存在曲率,亚音速的弯曲波也能辐射极小部分能量到远场,并形成频带极窄的共振峰。加周期纵肋圆柱壳在周向是一种无限周期结构,存在多阶次的Bloch弯曲波。低于水中声波数的Bloch弯曲波分量能够通过相位匹配的方式高效辐射到远场。Bloch弯曲波的辐射存在一定的频率下限,其下限与纵肋的间距有关,纵肋间距越大辐射的频率下限就越低。 展开更多

关键词 周期性结构 Bloch弯曲波 声辐射

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充水透声结构声目标强度预报方法研究

16

作者 唐轶桐 王斌 范军 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期316-323,共8页

充水透声结构是水下航行体重要的结构类型之一,主动声呐作用于目标时,声波可以透射充水透声结构外表面进入结构内部,在充水透声壳体结构内表面产生内部散射,从而影响目标的目标强度。文章提出了一种适用于透声结构目标强度预报的考虑透... 充水透声结构是水下航行体重要的结构类型之一,主动声呐作用于目标时,声波可以透射充水透声结构外表面进入结构内部,在充水透声壳体结构内表面产生内部散射,从而影响目标的目标强度。文章提出了一种适用于透声结构目标强度预报的考虑透声的修正板块元方法,此方法假设散射声场近似为内表面板块散射声场和与之对应的外表面板块散射声场叠加,基于Z-Buffer算法确定充水透声结构的外、内表面板块之间的透射遮挡对,再考虑外表面板块的反射和透射系数、内表面的反射系数,采用非刚性表面板块元方法对两部分声场进行分别计算,相干叠加后预报总目标强度。此方法考虑了充水透射结构内表面的一次散射,物理概念清晰,提高了板块元方法预报精度。通过双层平板算例验证方法的正确性,并将此方法应用于BeTSSiⅡ潜艇模型中的典型透声结构——围壳部分的目标强度仿真计算,最后通过围壳缩比模型目标强度水池试验,验证了提出的方法预报精度。 展开更多

关键词 透声结构 目标强度 板块元方法

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拓展的衍射CT技术反演多孔性海底声学参数

17

作者 张培珍 莫秉戈 王斌 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1788-1794,共7页

多孔性海底沉积层的声速、密度、孔隙结构等声学参数是描述海底地质的重要信息,也是声场数值预报、沿岸工程建设地点选择等工程应用中所必须的参数。本文从海底后向半平面不完全投影的散射特性出发,拓展医学上的衍射CT技术,重新推导出... 多孔性海底沉积层的声速、密度、孔隙结构等声学参数是描述海底地质的重要信息,也是声场数值预报、沿岸工程建设地点选择等工程应用中所必须的参数。本文从海底后向半平面不完全投影的散射特性出发,拓展医学上的衍射CT技术,重新推导出收发分置测试系统目标散射强度和相关图像剖面频谱样本的关系式。运用随机生长四参数生成法构建声场图像模型,通过收发分置散射声场的有限稀疏样本,完成单一方向入射线性调频波条件下的剖面图像信息反演验证,得出影响声学参数精度的调频波频率间隔和测量方向数,进一步反演多孔性海底沉积层的孔隙度和平均阻抗指数。与基于网格剖分的数值计算方法相比,本文方法计算效率提高约两个数量级。 展开更多

关键词 拓展的衍射CT 收发分置 多孔性介质 四参数生成法

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