基于知识的船舶结构快速有限元建模方法 被引量：3

1

作者 罗文俊 李春通 +1 位作者 韦朋余 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期35-44,共10页

[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据... [目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据共享。首先,基于专家知识对CAD几何特征进行工程语义标记,生成CAD信息模型;然后,基于构建的知识规则对CAD信息模型进行特征约简;最后,采用XML中性文件构建基于知识的数据传递和匹配方法,将几何特征和属性信息与预先构建的CAE参数化模板进行匹配,快速实现船舶结构的有限元建模。[结果]以某66000 DWT散货船典型装载工况的舱段结构强度计算分析为例,所提方法可以实现几何模型、边界条件等信息的自动提取、标记以及模型自动约简,通过基于知识的特征匹配规则快速实现结构有限元建模及分析,有效减少了数据传递过程中丢失并实现知识重用。[结论]通过嵌入知识重用规则搭建的船舶结构快速有限元建模方法,提高了CAD与CAE系统之间数据、信息、知识的转换效率,在实际工程中具有良好的通用性和可扩展性。 展开更多

关键词 船体结构 知识工程 船舶设计 CAD/CAE 有限元法

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基于改进YOLO v7模型的冰山检测方法研究

2

作者 章文俊 房振 +4 位作者 周翔宇 孟祥坤 杨雪 胡浩帆 王锐 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第12期175-180,共6页

冰山是威胁极地船舶航行安全的重要原因之一,其漂移轨迹难以预测,在能见度不良的条件下极易与船舶碰撞导致船舶破损、沉没等严重事故。现有的冰山检测方法受环境因素影响较大,难以同时满足冰山检测高精度和实时性的需求。为实现极地能... 冰山是威胁极地船舶航行安全的重要原因之一,其漂移轨迹难以预测,在能见度不良的条件下极易与船舶碰撞导致船舶破损、沉没等严重事故。现有的冰山检测方法受环境因素影响较大,难以同时满足冰山检测高精度和实时性的需求。为实现极地能见度不良条件下的冰山检测,首先,对YOLO系列模型进行归纳总结,提出一种融合注意力机制的改进YOLO v7冰山检测算法;其次,改进k-means算法,提高了先验框与冰山的匹配度;最后,引入CA(Coordinate Attention)注意力机制,提升模型对冰山关键特征识别能力。研究结果表明,相比于YOLO v7原始模型,改进后的模型在维持计算性能的同时mAP(mean Average Precision)提升了5.41%。模型对于极地环境下的冰山具有较好的检测能力,可为极地航行中避免船冰碰撞提供参考。 展开更多

关键词 YOLO v7 冰山检测 船冰碰撞 注意力机制

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高渗透率光伏电-船电系统电能质量分析

3

作者 李文龙 汤旭晶 +3 位作者 张仲泽 汪恬 郭芝鸿 郭威 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期87-92,共6页

为探究光伏渗透率对船舶电力系统的影响,本文以“中远盛世”轮电力系统为研究对象,建立系统仿真模型,分析不同渗透率下的分布式光伏电源切入和切出对船舶电力系统电能质量的影响,以及三相短路故障下的船舶电力系统的瞬态响应。结果表明... 为探究光伏渗透率对船舶电力系统的影响,本文以“中远盛世”轮电力系统为研究对象,建立系统仿真模型,分析不同渗透率下的分布式光伏电源切入和切出对船舶电力系统电能质量的影响,以及三相短路故障下的船舶电力系统的瞬态响应。结果表明光伏并网切入对电力系统电压和频率的扰动明显强于切出过程,且随着渗透率提升,船舶电力系统遇到短路故障问题时更容易出现失稳。最后在满足船舶电力系统电能质量规范要求的同时,讨论了船用光伏系统渗透率进一步提高的可行性。 展开更多

关键词 光伏渗透率 船舶电力系统 电能质量 短路故障

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基于深度学习的船载运动监测决策系统开发与应用

4

作者 潘文寅 袁梦 +1 位作者 李卫锋 郭孝先 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期177-184,共8页

船载运动监测决策系统是船舶智能化、运动响应监测与预报中所涉及的重要技术,目前现有方法中仍采用幅值响应算子等方法进行运动预报,为解决预报解算效率、提高运动预报精度,本文提出基于深度学习的船载运动监测决策系统。文中针对一艘... 船载运动监测决策系统是船舶智能化、运动响应监测与预报中所涉及的重要技术,目前现有方法中仍采用幅值响应算子等方法进行运动预报,为解决预报解算效率、提高运动预报精度,本文提出基于深度学习的船载运动监测决策系统。文中针对一艘特定纸浆船开展了系统搭建与测试,通过姿态传感器的布置安装及加速度处理算法的软硬件架构,结合基于模型试验的预训练预报模型,对实船运行中的加速度运动进行推算及预报。结果表明,该推算及预报方法在船舶停泊和航行2种状态下均有较好的表现:运动推算中均值绝对误差不超过0.005 m/s^(2),标准差绝对误差不超过0.1 m/s^(2);运动预报中均值绝对误差不超过0.01 m/s^(2),标准差绝对误差不超过0.05 m/s^(2)。本文提出一种具有普适性的船载运动监测决策系统,并结合深度学习方法进一步提高了预报的效率及精度,为未来进一步拓展系统功能及运动监测预报提供了软硬件基础和研究路线。 展开更多

关键词 船载运动监测决策系统 船舶智能化 深度学习 LSTM 运动预报

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低硫条件下船舶主机缸套-活塞环磨损现状与应对策略 被引量：1

5

作者 盛晨兴 饶响 +2 位作者 胡浩帆 熊志坚 郭智威 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第2期32-39,共8页

国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将L... 国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将LSFO对船舶主机的影响以及其实际应用案例进行分析与总结,并针对燃用LSFO的主机所出现的异常磨损和故障现象提出应对策略。该研究有助于解决LSFO条件下船舶主机缸套和活塞环异常磨损问题的实际需求,希望进一步推动LSFO条件下缸套和活塞环异常磨损的机理研究。 展开更多

关键词 低硫燃油 船舶主机 缸套-活塞环 磨损 应对策略

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基于MPC的船用光储发电系统平抑策略

6

作者 张仲泽 汤旭晶 +3 位作者 郭威 汪恬 胡浩帆 张卫国 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第4期146-154,共9页

为有效抑制船用光伏输出功率的波动性,提高光伏在船舶电网中的渗透率,文章在储能模块平抑光伏功率波动的场景下,以“中远腾飞”轮为研究对象,将模型预测控制(MPC)理论应用于船用光储发电系统研究中,利用储能充放电实现双向功率控制。首... 为有效抑制船用光伏输出功率的波动性,提高光伏在船舶电网中的渗透率,文章在储能模块平抑光伏功率波动的场景下,以“中远腾飞”轮为研究对象,将模型预测控制(MPC)理论应用于船用光储发电系统研究中,利用储能充放电实现双向功率控制。首先建立船用光储发电系统模型,设计提升储能电池出力水平的MPC策略;其次在MATLAB中搭建仿真模型,仿真结果表明MPC可以在有效提升控制精度的同时平抑光伏并网波动,实现了电池在船舶电力系统充放电过程中的控制优化;最后分析了储能电池容量对于平抑效果的影响,得出MPC使储能模块对于不同渗透率的光伏均能实现平抑的结论,为高渗透率光伏发电系统在船舶上的应用与发展提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 船舶电网 光伏 储能电池 模型预测控制

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极限载况下的船舶艉轴变形安全状态评估

7

作者 袁梦 蔡连财 +3 位作者 刘志恒 李卫锋 徐逸然 霍浩杰 《船海工程》 北大核心 2024年第4期60-65,共6页

针对船舶设计建造阶段轴系校中计算不能完全覆盖实际运营极限工况的问题,以某半潜船极限载况实船航行为例,利用直接计算法得到波浪中航行时的船体变形,提出一种实船航行艉轴变形安全评估方法。该方法基于设计波法确定船体波浪载荷,利用... 针对船舶设计建造阶段轴系校中计算不能完全覆盖实际运营极限工况的问题,以某半潜船极限载况实船航行为例,利用直接计算法得到波浪中航行时的船体变形,提出一种实船航行艉轴变形安全评估方法。该方法基于设计波法确定船体波浪载荷,利用全船有限元计算船体艉轴变形,依据规范采用轴系校中的方法评估艉轴安全,并通过船舶装载手册验证数据的可靠性,是一种有效完整的艉轴变形安全模拟评估方法。 展开更多

关键词 艉轴 船体变形 设计波法 船舶

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新型双船起重拆除平台试验研究 被引量：8

8

作者 李巍 胡智焕 +4 位作者 李欣 孙浩 WANG Andy 田新亮 张卫东 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期30-41,共12页

拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪... 拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪流作用下,半潜船和平台的所处方位和运动姿态一直处于动态变化中,这对船舶调节压载的稳定性以及双船运动的同步性提出了要求。为了确保该方案的高效性和安全性,设计了一套完整的模型试验装置,包括船舶模型、平台拆卸辅助设备、六自由度运动采集与分析系统、控制系统、无线通讯系统以及测量系统。开展了相应的水池试验,试验结果验证了双船起重拆除平台方案中双船协同运输这一关键环节的可行性和安全性。 展开更多

关键词 动力定位 双船协同 拆除平台 半潜船 海上平台 浮托安装

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冰级船主机功率理论预报方法研究 被引量：4

9

作者 倪宝玉 胡冰 +2 位作者 王伟彬 狄少丞 薛彦卓 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第9期50-55,共6页

强非线性冰载荷对极地航行商船的阻力和主机功率计算均提出巨大挑战。以往计算冰级船主机功率时,通常采用规范法的经验公式。尽管经验公式计算简便,但由于没有考虑航速变化对主机功率的影响,计算结果往往过于保守。本文基于离散元的理... 强非线性冰载荷对极地航行商船的阻力和主机功率计算均提出巨大挑战。以往计算冰级船主机功率时,通常采用规范法的经验公式。尽管经验公式计算简便,但由于没有考虑航速变化对主机功率的影响,计算结果往往过于保守。本文基于离散元的理论方法和数值模型,采用阻力-速度曲线法建立了冰区加强型商船主机功率计算方法。借鉴中国商船“永盛轮”首航北极的实际航行经验,将预报方法应用于B1冰级的36000 t冰级多用途船的主机功率计算中。计算结果表明,该方法计算获得的主机功率较规范法小。该预报方法将为我国极地商船设计与制造提供技术支撑。 展开更多

关键词 冰级船 主机功率 极地航行 冰阻力

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新能源船舶复合储能技术发展现状与展望 被引量：3

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作者 冯龙祥 汤旭晶 +3 位作者 袁成清 唐金锐 殷华兵 孙玉伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1453-1464,共12页

针对航运业的污染物排放问题,明确复合储能技术的研究现状及趋势,本文从储能技术特点与实船应用方面开展分析,阐述复合储能在拓扑架构、能量管理与容量优化配置3个层面的优缺点。认为改进型半主动式拓扑架构能均衡复合储能多性能指标,... 针对航运业的污染物排放问题,明确复合储能技术的研究现状及趋势,本文从储能技术特点与实船应用方面开展分析,阐述复合储能在拓扑架构、能量管理与容量优化配置3个层面的优缺点。认为改进型半主动式拓扑架构能均衡复合储能多性能指标,能量管理策略将向着多目标优化控制与多策略协同工作的方向发展,容量优化配置以多目标联合优化为重要发展趋势。 展开更多

关键词 新能源船舶 复合储能 储能技术 锂电池 超级电容 拓扑架构 能量管理 容量优化配置

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基于兴趣子域动态代理模型的船舶结构可靠性优化 被引量：7

11

作者 罗文俊 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期96-107,共12页

[目的]针对常规船舶结构可靠性优化设计中因高度非线性导致难以同时保证代理模型拟合精度和优化效率的问题,提出基于兴趣子域动态代理模型的可靠性优化方法。[方法]运用序贯优化与可靠性评估法(SORA)的兴趣子域概念,确定兴趣子域的范围... [目的]针对常规船舶结构可靠性优化设计中因高度非线性导致难以同时保证代理模型拟合精度和优化效率的问题,提出基于兴趣子域动态代理模型的可靠性优化方法。[方法]运用序贯优化与可靠性评估法(SORA)的兴趣子域概念,确定兴趣子域的范围,基于信息熵函数H制定自适应空间减缩规则,以缩减设计空间,进而构造基于兴趣子域的自适应空间减缩序贯抽样策略,从而采用尽可能少的样本点构造对兴趣子域进行局部高度拟合的Kriging动态代理模型,并将代理模型和多岛遗传算法(MIGA)嵌入SORA中进行可靠性优化。提出概率约束可行性检查方法,以减少不必要的可靠性评估过程。同时,通过数学算例对该可靠性优化方法进行验证。[结果]结果显示,最优解与理论解的相对误差为0.0668%,与文献中的最优方法相比减少了40.6%的功能函数调用次数,证明了本方法的高精度和高效性。[结论]将所提方法应用于舱段结构可靠性优化设计中,舱段总质量与文献结果相比减少了0.511%,且有限元计算调用次数减少了94次,证明了所提方法的高效性和适用性。 展开更多

关键词 船舶结构 可靠性优化 SORA法 兴趣子域 动态代理模型

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船舶减排满足IMO Tier Ⅲ法规的探讨与实践 被引量：8

12

作者 王伟彬 曹昌魁 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第2期108-111,118,共5页

为满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)TierⅢ排放标准,在新造船上开展降低NO_x排放的技术研究已成为航运业的共识。探讨国内船用柴油机满足IMO TierⅢ标准的最新NO_x减排技术;综合柴油机减排效果、减排技术的... 为满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)TierⅢ排放标准,在新造船上开展降低NO_x排放的技术研究已成为航运业的共识。探讨国内船用柴油机满足IMO TierⅢ标准的最新NO_x减排技术;综合柴油机减排效果、减排技术的研究进展情况和减排技术经济性等因素,对这些技术进行对比优选;介绍中远海运集团应用这些优选技术的最新情况。相关分析对我国自主研发满足IMO TierⅢ排放标准的技术具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 船用柴油机 氮氧化物 IMO Tier Ⅲ 减排技术 选择性催化还原

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5万吨级半潜船航行耐波性 被引量：9

13

作者 刘旭 陈晓明 蔡连财 《中国航海》 CSCD 北大核心 2019年第4期29-32,37,共5页

为更全面研究半潜船航行耐波性特性,以某5万吨级半潜船为研究对象,分别通过耐波性模型试验、实船试验和三维水动力数值模拟方法研究该半潜船在不同海况下的水动力运动响应,获得非零航速状态下船体垂荡、横摇、纵摇运动响应幅值(Response... 为更全面研究半潜船航行耐波性特性,以某5万吨级半潜船为研究对象,分别通过耐波性模型试验、实船试验和三维水动力数值模拟方法研究该半潜船在不同海况下的水动力运动响应,获得非零航速状态下船体垂荡、横摇、纵摇运动响应幅值(Response Amplitude Operator,RAO)响应曲线和两个参考点的垂向、横向加速度统计有义值。计算结果表明装载状态和浪向对该半潜船航行耐波性有较大的影响,实际营运中应避免相关不利因素造成的影响。此外,通过数值模拟与模型试验和实船试验的对比分析,验证数值模拟方法的可靠性,表明该方法可有效地预报半潜船航行耐波性,是半潜船货物绑扎分析有力的技术保障。 展开更多

关键词 半潜船 耐波性 模型和实船试验 数值模拟

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吸力筒式导管架浮卸下潜稳性分析 被引量：3

14

作者 刘志恒 袁梦 付绍洪 《船海工程》 北大核心 2022年第4期100-104,共5页

针对吸力筒式导管架海上吊卸依赖起重船资源、成本高的问题,以半潜船运输吸力筒式导管架为对象,分析半潜船浮卸吸力筒导管架的下潜稳性,提出利用半潜船浮卸吸力筒导管架的施工设想,建立气浮力理论模型和吸力筒下潜稳性计算模型,对比气... 针对吸力筒式导管架海上吊卸依赖起重船资源、成本高的问题,以半潜船运输吸力筒式导管架为对象,分析半潜船浮卸吸力筒导管架的下潜稳性,提出利用半潜船浮卸吸力筒导管架的施工设想,建立气浮力理论模型和吸力筒下潜稳性计算模型,对比气浮体与实浮体之间的差异,总结气浮体和实浮体之间的换算关系,分析半潜船下潜作业过程中的稳性,结果表明,半潜船浮卸吸力筒的下潜稳性满足法规要求,利用半潜船干拖运输吸力筒导管架,下潜浮卸进行安装的方法可行。 展开更多

关键词 吸力筒 导管架 浮卸 下潜稳性

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船舶-重大件货物一体化设计

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作者 王伟彬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期104-108,共5页

以新型载重量28 000 t多用途船为例,对商业运输船与特种重大件货物载运一体化问题进行探讨。从设计和运营的角度,分析船舶与重大件货物一体化的可能性和基本条件。从实际使用的角度,分析新造船在设计、建造和管理等环节中落实相关标准... 以新型载重量28 000 t多用途船为例,对商业运输船与特种重大件货物载运一体化问题进行探讨。从设计和运营的角度,分析船舶与重大件货物一体化的可能性和基本条件。从实际使用的角度,分析新造船在设计、建造和管理等环节中落实相关标准的情况,实现船舶-重大件货物一体化。 展开更多

关键词 多用途船 重大件货物 一体化 设计

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