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融合改进A*与VO算法的船舶避碰策略研究 被引量:1
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作者 廖功铭 任鸿翔 +1 位作者 王德龙 梁霄 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期32-38,共7页
针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题,提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数,并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率,为船舶规划一条安全、高效的航行路径... 针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题,提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数,并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率,为船舶规划一条安全、高效的航行路径。针对多船会遇,提出基于四元船舶领域模型的速度障碍法,并融合动态窗口法对速度区间进一步约束。最后通过仿真实验验证算法在多船避碰中的有效性。 展开更多
关键词 船舶避碰 A*算法 四元船舶领域 速度障碍法
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考虑屈服和疲劳多失效模式的船舶结构可靠性分析
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作者 周陈炎 张佳宁 陈玲 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期20-24,共5页
船舶结构安全评估时存在着大量不确定因素,使用确定性方法进行评估具有局限性。为合理评估服役船舶结构的安全性,提出一种基于多失效模式的结构可靠性评估方法。以船体屈服和疲劳失效为例,基于时域法求解出船体结构热点的应力时历。分... 船舶结构安全评估时存在着大量不确定因素,使用确定性方法进行评估具有局限性。为合理评估服役船舶结构的安全性,提出一种基于多失效模式的结构可靠性评估方法。以船体屈服和疲劳失效为例,基于时域法求解出船体结构热点的应力时历。分别建立船体屈服和疲劳可靠性分析的极限状态方程,以单失效模式可靠度计算理论为基础,考虑串联系统,计算出多失效模式下结构热点和系统整体的失效概率。结果表明,考虑多失效模式的船体结构失效概率远大于单一失效模式下的失效概率。若用单一构件中的最大失效概率代表系统整体的失效概率,船体结构安全性能会被高估。该方法未来可进一步引入新的失效模式,为完善多失效模式下的船体结构可靠性评估提供一定的参考。 展开更多
关键词 多失效模式 屈服 疲劳 可靠性 失效概率
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基于MRF法实尺度船舶自航数值分析
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作者 张金龙 张佳宁 +2 位作者 李志富 张雷 石玉云 《船海工程》 北大核心 2025年第5期56-63,共8页
为探讨实尺度船舶阻力性能及自航周围流场的变化,以实尺度VLCC船舶模型和实桨模型为研究对象,基于RANS方程建立船舶阻力及自航的数值计算模型,对网格无关性进行验证,预报不同航速下阻力及有效功率大小,对实尺度螺旋桨进行敞水数值计算,... 为探讨实尺度船舶阻力性能及自航周围流场的变化,以实尺度VLCC船舶模型和实桨模型为研究对象,基于RANS方程建立船舶阻力及自航的数值计算模型,对网格无关性进行验证,预报不同航速下阻力及有效功率大小,对实尺度螺旋桨进行敞水数值计算,与试验结果吻合较好。通过插值计算预报实尺度船舶在不同航速下的自航点,对自航中船舶周围的速度场、压力场、尾流场进行分析。研究表明,该数值计算方法可以为实尺度船舶自航水动力研究提供参考。 展开更多
关键词 MRF法 实尺度 自航性能 RANS法 功率 螺旋桨 数值模拟 流场分析
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基于缺口应力法的船舶焊接结构疲劳强度分析
4
作者 甄春博 刘世豪 +2 位作者 张爱锋 邢世柱 张润泽 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期458-465,共8页
针对船舶结构疲劳强度问题,利用缺口应力法对典型结构节点的焊趾和焊根部位进行疲劳强度分析.首先,介绍缺口应力法和船舶结构缺口疲劳分析流程.然后,针对成品油船双层底结构设置6种典型节点型式,采用有限元子模型技术,进行疲劳热点部位... 针对船舶结构疲劳强度问题,利用缺口应力法对典型结构节点的焊趾和焊根部位进行疲劳强度分析.首先,介绍缺口应力法和船舶结构缺口疲劳分析流程.然后,针对成品油船双层底结构设置6种典型节点型式,采用有限元子模型技术,进行疲劳热点部位的局部缺口应力分析,得到了焊趾和焊根部位的缺口应力集中系数.最后基于协调共同结构规范(HCSR)计算船舶结构疲劳载荷及工况,对6种典型节点型式进行疲劳分析.结果表明,相同工况下各热点部位焊趾处的缺口应力集中系数均小于焊根处,节点型式3具有较小的疲劳损伤值,该节点型式可提高船体的抗疲劳性能. 展开更多
关键词 船舶结构 疲劳强度 缺口应力 子模型 协调共同结构规范
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基于总布置图二维图片的船舶舱室自动识别方法
5
作者 杨明瑶 刘寅东 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期165-169,共5页
本文开展基于总布置图二维图片的船舶舱室特征点识别和舱室自动搜索的技术和方法研究。应用图像处理技术中的Harris角点识别和Canny边缘处理技术实现了对舱室特征点的自动识别、定位和分类。本文提出优先右转搜索算法,实现了根据舱室特... 本文开展基于总布置图二维图片的船舶舱室特征点识别和舱室自动搜索的技术和方法研究。应用图像处理技术中的Harris角点识别和Canny边缘处理技术实现了对舱室特征点的自动识别、定位和分类。本文提出优先右转搜索算法,实现了根据舱室特征点对规则形状舱室的自动识别;提出不规则形状舱室特征点处理算法,实现了对不规则形状舱室的自动识别。基于得到的舱室信息数据,可自动生成二维舱室图,并实现舱室的三维数字化建模。 展开更多
关键词 图像处理 船舶舱室设计 船体数字化建模 搜索算法
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开敞及碎冰水域船舶水动力数值预报研究
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作者 张金龙 张佳宁 +1 位作者 李志富 石玉云 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期51-58,共8页
为了掌握冰水混合环境中航行船舶的载荷特性,选用带有舵的KCS船体模型。基于RANS方程数值求解的方法,预报不同网格下船模阻力的大小,验证数值计算的准确性。然后通过离散元法对冰水阻力数值计算,分析船舶-流体-碎冰间耦合特性,确定3个... 为了掌握冰水混合环境中航行船舶的载荷特性,选用带有舵的KCS船体模型。基于RANS方程数值求解的方法,预报不同网格下船模阻力的大小,验证数值计算的准确性。然后通过离散元法对冰水阻力数值计算,分析船舶-流体-碎冰间耦合特性,确定3个方向上冰载荷的变化规律。分析冰水阻力、冲量、碎冰能量与航速、碎冰尺寸、密集度之间的关系,对比开敞水域和碎冰水域中波面起伏的变化情况。研究表明,数值仿真结果与试验值偏差在0.5%~2.6%之间。碎冰水域较开敞水域波面起伏更小,船模尾部波高大于艏部。冲量、冰水阻力、碎冰能量均随航速、碎冰尺寸、密集度的增大而增大。 展开更多
关键词 离散元 密集度 碎冰尺寸 阻力预报 水动力
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极地半潜式海洋平台在不同环境载荷下的动态响应分析 被引量:1
7
作者 张奥博 闯振菊 +3 位作者 刘社文 李春郑 季顺迎 屈衍 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期422-434,共13页
北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载... 北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载荷和冰载荷的作用。本文研究某半潜式海洋平台在波浪、平整冰以及碎冰不同工况下的动态响应,采用势流理论和莫里森方程计算波浪载荷,利用离散元方法求解冰载荷,使用细长体有限元的方法分析锚泊系统,通过非线性时域计算求解得出平台的运动以及锚泊系统受力。结果显示:相较于其他环境载荷,平整冰作用下锚链的张力最大;在较小的海冰厚度、海冰密集度和冰块平均面积下的碎冰区,平台的运动符合现行安全规范。本文的研究可为北极地区油气资源的安全开发提供参考价值。 展开更多
关键词 北极油气资源 半潜式海洋平台 波浪载荷 冰载荷 冰与结构相互作用
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基于自适应粒子群算法的船舶机舱双层布局优化研究 被引量:1
8
作者 杨帆 张佳宁 +1 位作者 刁峰 苏勇瑞 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第17期69-76,共8页
为提高船舶机舱的智能设计水平,提出一种针对于船舶机舱设备布局的智能优化方法。以某船机舱为例,通过分析船舶机舱设备对于机舱内部温度的耐受性、通风需求、以及设备自重对于船舶重心位置的影响,建立船舶机舱设备的分层评分机制,实现... 为提高船舶机舱的智能设计水平,提出一种针对于船舶机舱设备布局的智能优化方法。以某船机舱为例,通过分析船舶机舱设备对于机舱内部温度的耐受性、通风需求、以及设备自重对于船舶重心位置的影响,建立船舶机舱设备的分层评分机制,实现设备在机舱内部的分层布置。从设备系统群关系、流通成本、倾斜力矩、吊装需求等6个角度出发对机舱双层布局进行分析并建立数学模型,运用罚函数法处理约束条件,运用自适应粒子群算法求解该数学模型,得出布局方案并进行合理性分析。使用该方法优化之后,同一系统或邻接性较强的设备紧密布置,非邻接性设备分散布置,设备之间的流通成本降低约12%,吊装距离减少约100%,倾斜力矩之和降低约130%。结果分析表明,该方法能有效地解决船舶机舱的布局优化问题,可为解决类似的布局优化问题提供参考。 展开更多
关键词 机舱布局 评分机制 数学模型 自适应粒子群算法
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基于DEM-FEM法的碎冰区船舶冰致疲劳损伤分析 被引量:1
9
作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 黄炼 陈玲 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期64-68,共5页
极地运输船在碎冰区航行时会不断与海冰发生碰撞,致使内部产生周期性损伤,加剧了船体结构的疲劳问题。为此,本文建立一种基于离散元-有限元(DEM-FEM)的碎冰区航行船舶冰致疲劳损伤评估方法。首先,根据实际海冰分布,构造出一种混合海冰... 极地运输船在碎冰区航行时会不断与海冰发生碰撞,致使内部产生周期性损伤,加剧了船体结构的疲劳问题。为此,本文建立一种基于离散元-有限元(DEM-FEM)的碎冰区航行船舶冰致疲劳损伤评估方法。首先,根据实际海冰分布,构造出一种混合海冰模型和数值碎冰航道。利用离散元法(DEM)计算出船体-碎冰碰撞下的冰载荷时历。将冰载荷时历施加到船体上,利用有限元法(FEM)计算出各疲劳子工况下的热点应力时历。采用改进四峰谷值雨流计数法统计热点应力时历的应力水平,基于线性累积损伤准则的S-N曲线法计算出各热点总的疲劳损伤度。最后,将本方法的计算结果与LR规范算法的结果进行对比分析,验证该方法的适用性。本方法可为碎冰区航行船舶的冰致疲劳损伤评估提供一定参考。 展开更多
关键词 离散元-有限元 混合碎冰模型 冰载荷 疲劳损伤
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自主水下机器人极近海底直航运动性能预报 被引量:1
10
作者 吴利红 李超 +4 位作者 刘社文 封锡盛 李硕 阎述学 曾俊宝 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1047-1053,共7页
针对自主水下机器人极近海底航行的可行性和安全性问题,本文采用坐标转换法和移动网格法对不同极近海底距离、不同航速的自主水下机器人直航运动进行水动力预报。数值结果表明:自主水下机器人在极近海底壁面附近航行时,海底会对自主水... 针对自主水下机器人极近海底航行的可行性和安全性问题,本文采用坐标转换法和移动网格法对不同极近海底距离、不同航速的自主水下机器人直航运动进行水动力预报。数值结果表明:自主水下机器人在极近海底壁面附近航行时,海底会对自主水下机器人产生复杂的“坐底”效应。移动网格法相对坐标转换法,自主水下机器人的阻力偏小。随着间隙变小,移动网格法能预报垂向力由吸力变为斥力,艉倾变为埋艏的动态过程,而坐标转换法则不能。这种差异源于2种方法采用了不同的坐标系、产生的不同边界层厚度,以及流体的惯性量大小。当间隙小到边界层影响范围内,移动网格法更适合模拟极近海底操纵运动,为这种工况下的安全航行提供技术保障。 展开更多
关键词 自主水下机器人 海底 坐标转换法 移动网格法 直航 坐底效应 水动力 计算流体力学
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碳纤维增强热塑性复合材料的变温单点飞切去除特性
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作者 鲍永杰 殷国运 +3 位作者 郑植 杨宇星 陈晨 程东 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期616-625,共10页
基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材... 基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材料加热温度,分析切削力热的变化趋势以及温度对材料去除的影响.当飞切速度从3 m/s增大到7 m/s时,切向力和法向力分别增大130.60%和147.80%;当飞切深度从0.05 mm增加到0.10mm时,切向力和法向力分别增大72.44%和58.13%;当纤维角度从0°增大到30°、45°、60°、90°时,切向力分别增大12.50%、37.50%、75.00%、137.50%.CFRTP在20.0℃下以剪切破坏为主,在高温下以拉伸破坏为主且易出现分层和纤维拉拔现象.随切削温度升高,热塑性树脂软化,CFRTP层间强度和承载性能降低,切削力下降,有效切断的纤维数量降低,加工表面质量变差. 展开更多
关键词 碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP) 单点飞切试验 切削温度模拟 去除特性 金刚石磨粒
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弹性环阻尼器应变特性分析及实验研究 被引量:1
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作者 李盛翔 杨明林 +2 位作者 宋儒佳 李文龙 王永亮 《推进技术》 北大核心 2025年第1期275-284,共10页
弹性环应变特性是影响弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)疲劳特性的重要因素。本文针对弹性环应变特性,分别利用有限元方法和有限体积法建立了弹性环和油膜的仿真分析模型,通过分域耦合的迭代方法进行求解,获得了弹性环应变的动力响应。并... 弹性环应变特性是影响弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)疲劳特性的重要因素。本文针对弹性环应变特性,分别利用有限元方法和有限体积法建立了弹性环和油膜的仿真分析模型,通过分域耦合的迭代方法进行求解,获得了弹性环应变的动力响应。并设计了ERSFD应变特性实验台,开展了应变特性测试实验。研究结果表明:弹性环应变时域信号,有1/2周期趋近于0,类似半波正弦的脉冲循环信号,说明稳态进动过程中,远离进动位置的弹性环与轴颈相互分离或接触不紧密。弹性环受拉伸交变应力影响较大,其中靠近外凸台的小孔内出口处的最大等效应变为1.771×10^(-3),受拉伸交变应力的影响最大。 展开更多
关键词 航空发动机 弹性环式挤压油膜阻尼器 流固耦合 应变特性 有限元
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变马赫数下凹坑结构对高负荷扩压叶栅性能的影响研究
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作者 陆华伟 史远鹏 +2 位作者 孔晓治 王龙 辛建池 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期868-875,1031,共9页
为了探究凹坑形状对高负荷压气机叶栅气动性能的影响,本文采用数值模拟方法,研究了球形以及轴向、展向长轴的椭球形凹坑对高负荷扩压叶栅NACA65-K48在设计冲角、0.5<Ma<0.8下气动性能的影响。不同形状的凹坑布置在10%~32%弦长处,... 为了探究凹坑形状对高负荷压气机叶栅气动性能的影响,本文采用数值模拟方法,研究了球形以及轴向、展向长轴的椭球形凹坑对高负荷扩压叶栅NACA65-K48在设计冲角、0.5<Ma<0.8下气动性能的影响。不同形状的凹坑布置在10%~32%弦长处,展向间隔5 mm,通过对比不同马赫数下不同凹坑结构叶栅的性能参数以及流场结构,结果表明:由于凹坑的存在,增强了近壁面湍动能强度,提高了流体抗分离能力,3种结构的凹坑都降低了总压损失,减弱了吸力面分离泡和角区分离;附面层厚度增加和三维流动效应使得所有凹坑叶栅的尾迹损失均有所增加;设计马赫数下球形凹坑效果最好,可降低6.48%的总压损失,但在Ma=0.8下展向长轴的椭球形凹坑可使总压损失系数减少10.23%。 展开更多
关键词 高负荷扩压叶栅 球形凹坑 椭球形凹坑 流动损失 转捩 角区分离 气动性能 漩涡结构
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Ti/CFRP叠层钻削温度分布数值仿真与分析
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作者 陈晨 王爱旭 +2 位作者 赵晴 史战立 鲍永杰 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1446-1454,共9页
钛合金/碳纤维复合材料叠层结构一体化加工过程中热量累积导致碳纤维复合材料基体受热退化出现热损伤。同时,叠层界面区域2种材料非连续接触,热量在叠层界面传热过程更为复杂。本文基于Cohesive单元建立叠层界面传热模型并结合测温实验... 钛合金/碳纤维复合材料叠层结构一体化加工过程中热量累积导致碳纤维复合材料基体受热退化出现热损伤。同时,叠层界面区域2种材料非连续接触,热量在叠层界面传热过程更为复杂。本文基于Cohesive单元建立叠层界面传热模型并结合测温实验,拟合得到叠层界面导热率为70±10 W/(m·K)。在此基础上,考虑圆锥形热源分布以及叠层界面对热量传递的影响,建立叠层结构钻削温度预测仿真模型,温度预测误差小于17.2%。并基于此模型获得叠层结构不同钻削时刻温度分布特点以及碳纤维复合材料铺层方向对温度场分布的影响。结果表明:钻削Ti/CFRP叠层结构过程中,叠层界面温度较高,界面孔壁处易出现热损伤。叠层界面温度受Ti对碳纤维复合材料传热影响较大,温度场呈离心率较小的椭圆形分布,钻削Ti/多向碳纤维复合材料层合板温度场椭圆形离心率更小,温度沿纤维方向相差较小。 展开更多
关键词 Ti/CFRP叠层结构 钻削温度 ABAQUS 界面导热率 圆锥热源 界面传热
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风冰耦合下的碎冰区海上风机疲劳损伤分析
15
作者 周陈炎 张佳宁 陈玲 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期31-35,共5页
疲劳破坏是海上风机结构失效的主要模式之一,而高纬度海域由于存在海冰灾害,必须考虑冰载荷对风机结构的影响。以带抗冰锥体的5MW单桩式风机为对象,建立了一种风冰联合作用下的耦合数值模型。首先,根据叶素-动量(BEM)理论计算出风载荷... 疲劳破坏是海上风机结构失效的主要模式之一,而高纬度海域由于存在海冰灾害,必须考虑冰载荷对风机结构的影响。以带抗冰锥体的5MW单桩式风机为对象,建立了一种风冰联合作用下的耦合数值模型。首先,根据叶素-动量(BEM)理论计算出风载荷时历。基于计算流体力学-离散元的耦合方法(CFD-DEM)构建出数值碎冰池,模拟出风机与碎冰之间的相互作用力。将风、冰载荷加载到风机有限元模型上进行瞬态动力学分析,获得各疲劳子工况下的热点应力。最后,根据S-N曲线的时域法计算得到评估位置的总疲劳损伤。结果表明:风速与结构疲劳损伤呈现正相关关系,但在切入风速和切出风速附近损伤增长率平缓。结构疲劳损伤对海冰漂速的敏感度与海冰密集度有关。风、冰载荷之间并不是相互独立,两者相互影响。本方法可为寒区风机的疲劳损伤评估提供一定的参考。 展开更多
关键词 风冰耦合 BEM CFD-DEM 碎冰 疲劳损伤
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石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性影响的分子模拟研究
16
作者 刘蜀宁 郑庭 程启昊 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期70-80,共11页
为微观角度探究石墨烯影响超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的摩擦机制,采用分子动力学模拟方法建立不同石墨烯含量的UHMWPE的摩擦模型,研究石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性的影响,探究石墨烯不同含量与石墨烯位于UHMWPE中不同位置时,UHMWPE塑... 为微观角度探究石墨烯影响超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的摩擦机制,采用分子动力学模拟方法建立不同石墨烯含量的UHMWPE的摩擦模型,研究石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性的影响,探究石墨烯不同含量与石墨烯位于UHMWPE中不同位置时,UHMWPE塑性变形和摩擦力等参数的变化规律。结果表明:石墨烯位于UHMWPE摩擦界面时,随石墨烯含量的增加表层UHMWPE沿摩擦方向的摩擦力下降,表层UHMWPE的塑性变形减弱;石墨烯位于UHMWPE内部时,因石墨烯与周围聚乙烯分子链之间存在吸附作用,随石墨烯含量的增加表层UHMWPE塑性变形程度减小;且石墨烯位于UHMWPE内部时,剪切摩擦作用驱使聚乙烯链重构过程中,石墨烯片段会持续向UHMWPE内部扩散,并在扩散过程中延缓其周围聚乙烯链的解缠结过程,导致UHMWPE塑性变形减小,但会引起表层UHMWPE摩擦力增大。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 石墨烯 摩擦学特性 分子动力学模拟 塑性变形
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基于舱室结构特征的水下爆炸冲击响应快速预报方法
17
作者 梁潇帝 刘寅东 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期207-216,共10页
提出一种水下近场非接触爆炸荷载作用下舰船结构冲击响应峰值快速预报新方法。建立多舱段舰船模型,采用拉丁超立方抽样方法设计试验工况,每组工况在不同肋位横剖面处各层甲板、双层底内外底的典型位置布置样本测点,提取每组样本测点的... 提出一种水下近场非接触爆炸荷载作用下舰船结构冲击响应峰值快速预报新方法。建立多舱段舰船模型,采用拉丁超立方抽样方法设计试验工况,每组工况在不同肋位横剖面处各层甲板、双层底内外底的典型位置布置样本测点,提取每组样本测点的冲击响应峰值,建立冲击响应峰值数据库。采用非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)优化的BP(back propagation)神经网络方法建立船体结构冲击响应峰值快速预报模型。分别将炸药参数(TNT(trinitrotoluene)当量、爆距、攻角),船体结构形式参数(甲板、横纵舱壁数量和位置等)和测点与炸点相对位置作为神经网络输入,以峰值加速度、峰值速度、峰值位移作为神经网络输出进行训练。训练完成后对6组爆炸工况的冲击响应峰值进行精度验证。结果表明,与现有有限元仿真预报方法相比该研究简单实用,与现有快速预报方法相比该研究考虑了船体结构形式特征对水下爆炸冲击响应的影响,更符合对船体结构水下爆炸冲击响应快速预报的要求。 展开更多
关键词 舰船结构冲击响应 水下近场爆炸 冲击响应预报 NSGA-Ⅱ BP神经网络
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基于区间的潜浮式无人艇船型稳健性优化研究
18
作者 刘一帆 侯远杭 《船海工程》 北大核心 2025年第5期85-92,共8页
针对跨域航行的潜浮式无人艇一体化型线优化问题,重点考虑样本误差导致近似模型精度发散对优化结果稳健性的影响。选择对阻力影响较大的船型参数为设计变量,以排水体积非大幅变化为约束条件,使用拉丁超立方试验方法选取样本点,以多航速... 针对跨域航行的潜浮式无人艇一体化型线优化问题,重点考虑样本误差导致近似模型精度发散对优化结果稳健性的影响。选择对阻力影响较大的船型参数为设计变量,以排水体积非大幅变化为约束条件,使用拉丁超立方试验方法选取样本点,以多航速水面/水下跨域航行阻力为目标函数,利用多项式法构建近似模型。针对多工况近似模型精度的发散现象,考虑其不确定性对优化结果的影响,采用区间数描述近似模型的不确定性,使用双层嵌套结构对无人艇船型进行区间不确定性优化设计。结果表明,近似模型精度在[95%,105%]方案的结果最优,相较于初始船型阻力下降1.23%,且该方案目标函数的半径在3种方案中最小,显示了该方案在面对不确定性的影响时具有良好的稳健性。 展开更多
关键词 潜浮式无人船 型线优化 近似模型 区间分析方法 稳健优化设计
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基于改进的速度修正IB-MRT-LBM翼型绕流仿真
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作者 张佳宁 刘开豪 +1 位作者 危远辉 潘佳振 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第19期7-14,共8页
在IB-MRT-LBM中,固体边界用拉格朗日点来表示,较多的拉格朗日点数量可以更为精准地反映出固体的几何特征,但拉格朗日点过于密集会降低计算的稳定性。基于拉格朗日插值速度修正的IB-MRT-LBM,针对拉格朗日点密集的浸没边界提出了一种改进... 在IB-MRT-LBM中,固体边界用拉格朗日点来表示,较多的拉格朗日点数量可以更为精准地反映出固体的几何特征,但拉格朗日点过于密集会降低计算的稳定性。基于拉格朗日插值速度修正的IB-MRT-LBM,针对拉格朗日点密集的浸没边界提出了一种改进的速度修正方法,对密集点边界进行三阶精度的插值修正,从而实现了计算快速收敛稳定。以NACA0012翼型为研究对象,采用二重网格加密方法对流场进行网格划分,对均匀来流下的静止翼型和升沉俯仰耦合运动翼型进行仿真。计算结果表明,改进的速度修正算法实现了密集点边界的稳定计算,为水翼、仿生推进器等复杂流固耦合问题提供了兼具高稳定性、高精度与低耗散特性的数值计算方法。 展开更多
关键词 浸没边界法 格子波尔兹曼法 流固耦合 多松弛时间模型 翼型绕流
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基于模糊动态窗口的无人艇多动态障碍物路径规划
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作者 林泽琼 刘海生 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期62-68,共7页
针对无人艇在多动态障碍物下避障、快速规划路径进行导航决策的要求,传统的动态窗口算法(DWA)存在运行效率低、容易陷入局部优化、复杂环境下搜索能力差等问题。在具有多个动态障碍物的复杂环境中,引入一种模糊逻辑算法对DWA算法进行改... 针对无人艇在多动态障碍物下避障、快速规划路径进行导航决策的要求,传统的动态窗口算法(DWA)存在运行效率低、容易陷入局部优化、复杂环境下搜索能力差等问题。在具有多个动态障碍物的复杂环境中,引入一种模糊逻辑算法对DWA算法进行改进,提高了路径评估函数的灵活性。模糊控制系统通过输入无人艇、终点和周围障碍物的信息,输出评价函数的相应系数权值。在无人艇搜索路径过程中,实时调整轨迹评价函数的权重,以达到优化路径的目的。仿真实验表明,模糊改进的动态窗口方法可以使规划的路径更平滑,获得更短的路径,同时有效地减少了无人艇的路径搜索时间。在具有多个动态障碍物的环境中,可以有效地实现动态避障。 展开更多
关键词 无人艇 动态窗口法 模糊算法 多动态障碍物 路径规划
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