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船冰多次碰撞下极地航行船舶舷侧结构动态响应研究
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作者 姜河蓉 姜金辉 +1 位作者 杨泽文 袁昱超 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期8-13,共6页
近年来全球变暖的加剧使得北极航道的开放更具可行性,为分析极地船舶航行过程中的冰载荷及船体结构响应特性,本文针对船体舷侧结构与浮冰场多次碰撞的场景开展数值仿真研究。参考现阶段浮冰观测统计经验,建立船体舷侧结构-浮冰场相互作... 近年来全球变暖的加剧使得北极航道的开放更具可行性,为分析极地船舶航行过程中的冰载荷及船体结构响应特性,本文针对船体舷侧结构与浮冰场多次碰撞的场景开展数值仿真研究。参考现阶段浮冰观测统计经验,建立船体舷侧结构-浮冰场相互作用有限元数值模型,在不同碰撞角度与不同浮冰密集度下开展仿真计算,分析船冰连续多次碰撞过程中碰撞力、能量及响应数据,研究碰撞角度和浮冰场密集度对浮冰载荷及船体舷侧结构响应特性的影响规律。结果表明,船冰多次相互作用下的结构响应规律与船冰单次作用存在一定差异,碰撞角度与浮冰场密集度参数对船冰碰撞力与船体舷侧结构响应特征影响呈现出一定的规律。本文研究内容对极地航行船舶舷侧结构的安全性设计具有参考价值。 展开更多
关键词 船-冰多次碰撞 舷侧结构 结构响应 非线性有限元方法
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基于正交分解与差分特征的LSTM海上风速风向时间序列预测方法研究
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作者 张超群 罗伟强 周磊 《航海》 2025年第1期20-26,共7页
随着航海事业的不断发展,船舶在复杂海洋环境中的安全航行成为业界关注的焦点。而风速和风向作为影响船舶航行性能的关键因素,其准确预测对于提高船舶航行安全、优化航线规划以及提升能效具有重要意义。基于正交分解与差分特征的LSTM(... 随着航海事业的不断发展,船舶在复杂海洋环境中的安全航行成为业界关注的焦点。而风速和风向作为影响船舶航行性能的关键因素,其准确预测对于提高船舶航行安全、优化航线规划以及提升能效具有重要意义。基于正交分解与差分特征的LSTM(长短期记忆网络模型)海上风速风向时间序列预测方法,以21万t散货船海上航行过程中的采集风速风向数据为研究对象,使用正交分解将风矢量标量化,再建立基于各个方向分量差分特征LSTM风速风向时间序列预测模型,利用其差分特征捕捉风速变化的动态特性和趋势。实验结果表明,该模型在风速风向时间序列预测方面表现出色,具有较高的预测精度和稳定性,风速误差小于2 m/s,风向误差小于1.5°的概率可达到95%以上。 展开更多
关键词 风向风速预测 风矢量 正交分解 差分特征 LSTM模型
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基于EFD和CFD组合方法的肥大船型功率预报研究
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作者 高旋 高玉玲 陈伟民 《中国航海》 北大核心 2025年第1期150-156,共7页
对三种肥大船型不同载况下形状因子(1+k)的确定方法及其适应性开展研究,探讨建立基于模型试验流体动力学(EFD)和计算流体动力学(CFD)组合方法的肥大船型实船功率预报方法。以某肥大型散货船为主要研究对象,分别采用模型试验和数值模拟... 对三种肥大船型不同载况下形状因子(1+k)的确定方法及其适应性开展研究,探讨建立基于模型试验流体动力学(EFD)和计算流体动力学(CFD)组合方法的肥大船型实船功率预报方法。以某肥大型散货船为主要研究对象,分别采用模型试验和数值模拟方法确定形状因子并进行对比分析,然后采用EFD和CFD组合方法进行实船性能预报。研究表明:基于CFD获取形状因子并结合模型试验进行肥大船型功率预报,结果与实船试航结果比较接近且在误差允许范围内,验证基于EFD和CFD组合方法预报实船航速功率具有实用性和可行性。 展开更多
关键词 模型试验流体动力学 计算流体动力学 模型试验与数值计算组合方法 形状因子 实船功率预报
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线性剪切流下钢悬链式立管涡激振动响应研究
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作者 马博文 常杏 +1 位作者 陈伟民 唐文勇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期81-90,共10页
基于空间分布的尾流振子模型对细长柔性悬链线立管三维涡激振动响应特性进行数值仿真研究。数值模型考虑了立管局部倾角和流固场相对速度对水动力载荷的影响,将尾流振子与立管运动控制方程耦合,构建了悬链线立管非平面来流下的时域动力... 基于空间分布的尾流振子模型对细长柔性悬链线立管三维涡激振动响应特性进行数值仿真研究。数值模型考虑了立管局部倾角和流固场相对速度对水动力载荷的影响,将尾流振子与立管运动控制方程耦合,构建了悬链线立管非平面来流下的时域动力学模型,采用二阶精度有限差分法和四阶龙格库塔法求解耦合振动方程。通过将模拟结果与试验结果对比,模型的可靠性得到了一定程度上的验证;随后针对实尺度立管,比较了不同剪切度来流对立管涡激振动幅值、响应传播波形、结构振动频率、锁定区间及流固场能量传递系数的影响。数值结果表明,相比于均匀流,线性剪切流下的立管呈现更复杂的振动响应特性,随着来流剪切度升高,振动幅值逐渐减小,锁定区沿管轴方向呈现区域化特性并伴随显著的多频振动响应。 展开更多
关键词 悬链线立管 涡激振动 尾流振子 剪切流
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单次船模阻力试验不确定度A类评定方法 被引量:2
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作者 张立 陈伟民 胡健 《船海工程》 北大核心 2024年第3期74-77,83,共5页
通过单次试验实现不确定度A类评定的方法能够节省时间和成本,梳理阻力试验的采样和分析方法,以及不确定度的A类评定方法,从单次试验的采样时间序列出发,采用一种时间序列截断(time series truncation,TST)方法,提取不同计数周期的连续... 通过单次试验实现不确定度A类评定的方法能够节省时间和成本,梳理阻力试验的采样和分析方法,以及不确定度的A类评定方法,从单次试验的采样时间序列出发,采用一种时间序列截断(time series truncation,TST)方法,提取不同计数周期的连续的时间序列,以此生成一系列的观测样本,据此进行单次试验的均值输出和不确定度的A类评定,并与重复性试验结果对比。结果表明,TST方法的不确定度A类评定结果与重复性试验方法近似,满足工程应用要求;适用于任意单次试验;可在试验过程中实时分析。通过应用TST方法,能够在单次阻力试验时,提升试验结果输出的稳定性。 展开更多
关键词 阻力试验 不确定度 A类评定 船模试验
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基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化
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作者 陈映彬 文逸彦 +2 位作者 董国祥 屠海洋 张焱飞 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期82-87,共6页
为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本... 为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本满足工程应用要求。最后,利用遗传算法,并基于历史气象数据对目标船舶的航线做分段航速优化。计算结果表明,航速优化后目标船舶的航行时长不仅能减少1.35天,燃油损耗还可节省10.1%,由此说明对航行船舶做分段航速优化是一种可行方案。 展开更多
关键词 BP神经网络 遗传算法 油耗模型 航速优化
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基于边际减排成本的集装箱船碳中和路径和碳价影响分析
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作者 陈弓 周万利 +2 位作者 倪志锋 陈伟民 王丹 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第3期140-147,共8页
为研究集装箱单船碳中和路径,以及分析碳价对碳中和路径的影响,文章以一艘拟建的12000 TEU集装箱船为研究对象,采用边际减排成本理论评估方法,基于三型方案开展技术措施、营运措施和替代燃料组合的单船碳中和路径研究,分析边际减排成本... 为研究集装箱单船碳中和路径,以及分析碳价对碳中和路径的影响,文章以一艘拟建的12000 TEU集装箱船为研究对象,采用边际减排成本理论评估方法,基于三型方案开展技术措施、营运措施和替代燃料组合的单船碳中和路径研究,分析边际减排成本与碳价之间的关系。结果表明:技术措施与营运措施的组合可实现约28.62%的减排;大多数技术措施和营运措施具有成本效益;随着碳价升高到有限值,甲醇双燃料和氨双燃料两种船型的后期额外成本也逐渐具有经济性;单靠碳税难以实现2050年碳中和;氨双燃料船具备和甲醇双燃料船商业竞争的潜力。 展开更多
关键词 碳中和路径 边际减排成本 碳价
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基于支持向量回归的三体船非线性横摇运动辨识
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作者 顾跃 朱仁传 +1 位作者 李传庆 吴铖毓 《中国舰船研究》 2025年第2期187-195,共9页
[目的]针对三体船横摇的非线性,提出CFD与支持向量回归(SVR)相结合的船体运动辨识建模方法,[方法]基于STAR-CCM+平台,对不同侧体横向位置三体船的强迫横摇运动进行数值模拟,并应用SVR方法对力矩时历曲线进行参数辨识,计算不同频率下船... [目的]针对三体船横摇的非线性,提出CFD与支持向量回归(SVR)相结合的船体运动辨识建模方法,[方法]基于STAR-CCM+平台,对不同侧体横向位置三体船的强迫横摇运动进行数值模拟,并应用SVR方法对力矩时历曲线进行参数辨识,计算不同频率下船体的附加质量与阻尼系数。[结果]结果表明,三体船阻尼系数呈现出较强的频率相关性;低频时阻尼非线性特征明显,舭龙骨阻尼成分占比较大。[结论]所提方法能够准确捕捉三体船横摇运动的非线性特征,相比于势流理论能够更好地考虑片体间流场的相互作用。 展开更多
关键词 三体船 非线性横摇阻尼 计算流体力学 支持向量回归 回归分析
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