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风浪与冲击载荷作用下海上火箭发射船运动响应研究
1
作者 韩彦青 楚胜涛 +2 位作者 巩庆涛 孙忠玉 杜正发 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1339-1346,共8页
海上火箭发射船在海洋环境载荷与发射冲击载荷作用下将发生复杂的非线性运动响应,对火箭发射的安全性有着至关重要的影响。本文基于三维势流理论研究不同海况风浪与冲击载荷作用下某海上火箭发射船的运动响应特性,并分析船舶有无动力定... 海上火箭发射船在海洋环境载荷与发射冲击载荷作用下将发生复杂的非线性运动响应,对火箭发射的安全性有着至关重要的影响。本文基于三维势流理论研究不同海况风浪与冲击载荷作用下某海上火箭发射船的运动响应特性,并分析船舶有无动力定位系统、发射点火时间的选择等因素对发射船运动特性的影响。结果表明:发射冲击载荷对船舶的纵摇运动影响较大,尤其是在风浪方向和船舶方向平行时,纵摇角较大;动力定位系统的存在会增加发射船的横摇角度;发射点火时间选择在发射船纵摇运动即将达到极值并折返的时刻,可减小发射船纵摇运动对火箭起飞姿态的影响。 展开更多
关键词 海上发射 冲击 运动响应 风浪载荷 动力定位系统
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运载火箭海上发射起竖系统后倒动力学仿真研究
2
作者 韩彦青 李兆犇 +3 位作者 刘江雪 常志国 巩庆涛 孙忠玉 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-10,共10页
因运载火箭海上发射存在起飞时火箭撞击起竖系统支撑架的可能,通常在发射前需要对起竖系统后倒一定角度让出火箭漂移空间,而海上发射船随风浪产生的摇荡运动将对起竖系统后倒过程产生不利影响。基于多体动力学原理建立海上发射起竖系统... 因运载火箭海上发射存在起飞时火箭撞击起竖系统支撑架的可能,通常在发射前需要对起竖系统后倒一定角度让出火箭漂移空间,而海上发射船随风浪产生的摇荡运动将对起竖系统后倒过程产生不利影响。基于多体动力学原理建立海上发射起竖系统后倒动力仿真模型,以某型号发射船在不同海况等级、不同风浪方向下的非线性六自由度耦合运动为边界条件,研究其对起竖系统后倒过程中油缸出力、起竖架支座铰接力、支撑架典型截面内力变化的影响。研究结果表明:在风浪方向角度较大海况下整个后倒过程中,两油缸出力波动变化显著,同步性变差,且存在由推力转为拉力的情况;随海况等级、风浪方向角度的增大,起竖架支座铰接力的波动变化随之增大;支撑架典型截面内力在不同海况、风浪方向下围绕其重力值上下波动变化,在风浪方向角度较大时侧向力增大显著。研究结果可为运载火箭海上发射起竖系统后倒的安全和稳定性提供一定参考。 展开更多
关键词 多体动力学 动平台 耦合运动 起竖系统后倒 海上发射
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楔形冲箱的椭圆余弦波制造理论及其SPH检验
3
作者 隋钰程 贺铭 +2 位作者 李雪艳 孟钰婕 张旭峰 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1296-1303,共8页
虽然冲箱式造波机已有不少应用,但由于箱体几何形状及椭圆余弦波理论复杂,至今尚缺少椭圆余弦波的冲箱式制造理论。本文基于冲箱浸没体积变化量与生成波浪体积相守恒的原理,推导了既定波浪参数下楔形冲箱的运动控制方程,并给出了造波约... 虽然冲箱式造波机已有不少应用,但由于箱体几何形状及椭圆余弦波理论复杂,至今尚缺少椭圆余弦波的冲箱式制造理论。本文基于冲箱浸没体积变化量与生成波浪体积相守恒的原理,推导了既定波浪参数下楔形冲箱的运动控制方程,并给出了造波约束条件。使用光滑粒子流体动力学方法建立了数值波浪水槽,在经过精度检验和收敛性分析后,模拟了楔形冲箱运动和椭圆余弦波生成。比较数值结果与解析解发现,椭圆余弦波自生成起,在0.5倍波长距离内便能达到目标波形、压力和流速,从而证实了所推导造波理论的可靠性。 展开更多
关键词 造波理论 冲箱式造波机 椭圆余弦波 体积守恒 光滑粒子流体动力学 波面 压力 流速
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淹没水平板-海草床生态型防波堤消浪性能研究
4
作者 孟钰婕 李雪艳 +2 位作者 贺铭 隋钰程 张旭峰 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期189-199,共11页
淹没水平板能够抵御波浪且不阻碍水体循环,海草床具有净化水质、固碳和保护岸堤的作用,因而设计了一种将海草床种植在淹没水平板上的生态型防波堤。进一步使用光滑粒子流体动力学方法建立数值波浪水槽,通过对文献中物理试验的数值重现,... 淹没水平板能够抵御波浪且不阻碍水体循环,海草床具有净化水质、固碳和保护岸堤的作用,因而设计了一种将海草床种植在淹没水平板上的生态型防波堤。进一步使用光滑粒子流体动力学方法建立数值波浪水槽,通过对文献中物理试验的数值重现,验证了波浪与可渗介质及与淹没水平板相互作用的可靠性,并对以可渗介质模型替代海草床的中值粒径参数进行了标定。在此基础上,研究了不同海草床茎枝密度、海草床高度、水平板淹没深度和波高下生态型防波堤的波浪透反射系数。结果表明,种植海草床可提升淹没水平板的波浪抵御能力。增大海草床的种植密度和相对高度,减小水平板的相对淹没深度,在相对波高较大的海域使用均有助于提升生态型防波堤的消浪性能。 展开更多
关键词 淹没水平板 海草床 生态型防波堤 光滑粒子流体动力学 数值波浪水槽 波浪透反射
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改进EMD结合4th⁃HEO的客滚船柴油机复杂信号振动特征提取方法 被引量：1
5
作者 李康强 王海鹏 +2 位作者 孙彦刚 巩庆涛 欧书博 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期109-116,共8页
针对客滚船柴油机机械系统的复杂机构与运转特性,提出一种多分量非线性振动信号分解及振动特征参数提取策略。为提高动力学参数提取鲁棒性,提出采用延拓经验模态分解(extension‐EMD)方法分解信号以规避端点效应,利用自相关函数提取包... 针对客滚船柴油机机械系统的复杂机构与运转特性,提出一种多分量非线性振动信号分解及振动特征参数提取策略。为提高动力学参数提取鲁棒性,提出采用延拓经验模态分解(extension‐EMD)方法分解信号以规避端点效应,利用自相关函数提取包含最大特征的敏感分量,利用四阶能量算子(4th‐HEO)幅值解调提取敏感分量的特征频率及其幅值,得到柴油机动力学特征与运行规律的关系;通过仿真信号验证方法的准确性,通过实船测试零负荷和满负荷运行工况下的三向振动信号验证方法的有效性。研究结果表明,垂向信号的表现特征较其他方向信号表现力更佳。对于9缸4冲程柴油机而言,其0.5倍频和4.5倍频的幅值非常突出,且对负载变化影响更加敏感。 展开更多
关键词 故障诊断 柴油机 改进EMD 4th‐HEO
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基于改进生物迁徙算法的双资源柔性作业车间节能调度问题 被引量：5
6
作者 刘璐 宋海草 +2 位作者 姜天华 邓冠龙 巩庆涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3125-3141,共17页
节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基... 节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基于工件-机器-工人的三段式编码方法表示调度解,并设计了一种种群初始化方法,以改善初始调度解的质量。考虑到基本生物迁徙算法无法直接应用于离散车间调度问题,提出一种基于交叉操作的离散迁徙算子,使算法能够直接在离散调度空间内进行搜索。此外,在迁徙算子中引入转换概率动态调整策略,以平衡算法探索与开发能力,另外增加了一种记忆池机制,避免算法过早收敛。对于个体更新算子,设计了一种局部搜索算法嵌入其中,以增强算法局部搜索能力。大量实验结果表明,MBMA算法的计算结果优于其他算法。 展开更多
关键词 双资源约束 工人学习效应 工件运输时间 柔性作业车间 节能调度 生物迁徙算法 绿色制造
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基于战术意图欺骗的无人舰艇航路规划算法
7
作者 安彧 张抒尘 +2 位作者 刘颢 耿亮 巩庆涛 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期82-86,94,共6页
随着海战场的智能化,无人舰艇的航路意图欺骗性对作战至关重要。针对传统航路规划算法对航路意图欺骗性的考虑缺失,提出一种作战空间欺骗性能的离散表征方法,以及一种基于PID代价的DTI-A*欺骗航路规划算法。经仿真实验结果表明,该算法... 随着海战场的智能化,无人舰艇的航路意图欺骗性对作战至关重要。针对传统航路规划算法对航路意图欺骗性的考虑缺失,提出一种作战空间欺骗性能的离散表征方法,以及一种基于PID代价的DTI-A*欺骗航路规划算法。经仿真实验结果表明,该算法可以显著提高所规划航路的欺骗性,极大程度地阻碍敌方对我方战术意图的识别,大幅提升作战任务的成功率。 展开更多
关键词 战术意图欺骗 DTI-A*算法 PID代价函数 航路规划 无人舰艇
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具有未知谐波干扰的船舶动力定位自适应控制 被引量：1
8
作者 李磊 王瑞 +2 位作者 巩庆涛 胡鑫 滕瑶 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期76-81,共6页
针对具有未知谐波干扰的船舶动力定位控制问题,设计自适应干扰抵消控制策略。海洋环境扰动被表示为参数未知且系统矩阵所有特征值位于虚轴上外部系统的输出向量,构造观测器提供外部系统状态向量的在线估计值,使船舶扰动补偿转化为自适... 针对具有未知谐波干扰的船舶动力定位控制问题,设计自适应干扰抵消控制策略。海洋环境扰动被表示为参数未知且系统矩阵所有特征值位于虚轴上外部系统的输出向量,构造观测器提供外部系统状态向量的在线估计值,使船舶扰动补偿转化为自适应控制问题。利用自适应动态面控制设计干扰抵消控制律,指令滤波器和辅助动态系统被引入降低输入饱和的影响。理论证明控制律能够使得船舶位置和航向角保持在期望值上,同时保证闭环动力定位控制系统所有信号一致最终有界。仿真结果验证了自适应干扰抵消控制的有效性。 展开更多
关键词 船舶 动力定位 自适应内模观测器 指令滤波器 动态面控制
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基于OpenFOAM的潜堤——双弧板组合结构水动力特性数值研究 被引量：3
9
作者 于珍 李雪艳 +1 位作者 程志 孟钰婕 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期132-143,共12页
鉴于双弧板式透空堤的消浪性能仍不理想,提出了一种潜堤—双弧板组合结构,并基于OpenFOAM软件建立了波浪与该结构相互作用的数值模型,采用试验结果对所建数值模型进行验证。在此基础上,讨论了该新型结构的消浪特性、波压力分布特征以及... 鉴于双弧板式透空堤的消浪性能仍不理想,提出了一种潜堤—双弧板组合结构,并基于OpenFOAM软件建立了波浪与该结构相互作用的数值模型,采用试验结果对所建数值模型进行验证。在此基础上,讨论了该新型结构的消浪特性、波压力分布特征以及所受波浪力的影响因素。结果表明,透射系数随相对板宽的增大而减小,反射系数则相反。透射与反射系数随相对潜深的变化较为显著。当结构位于静水位上方(即相对潜深为-0.05)时,透射系数最小而反射系数最大;当结构位于静水位下方(即相对潜深为0.05)时,透射系数最大而反射系数最小。该组合结构两块弧板上下表面的正负压力变化关于横轴近似对称,不同测点处的压力值差异显著。水平波浪力与垂直波浪力的变化趋势大致相似,但垂直波浪力远大于水平波浪力。研究结果可为其工程应用提供理论指导与技术支撑。 展开更多
关键词 潜堤—双弧板组合结构 消浪特性 受力特性 OPENFOAM
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中等水深10MW张力腿浮式风机基础设计及结构动力特性研究 被引量：2
10
作者 韩彦青 巩庆涛 +1 位作者 徐胜男 楚胜涛 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1517-1528,共12页
针对我国东南部海域中等水深(以60 m水深为例)及环境载荷特点,本文基于某10 MW海上风机,提出了一种小水线面、浅吃水、可自浮整体拖航运输安装的张力腿浮式风机基础结构。通过基础结构主要参数的优化设计及对其在工作海况和极端海况下... 针对我国东南部海域中等水深(以60 m水深为例)及环境载荷特点,本文基于某10 MW海上风机,提出了一种小水线面、浅吃水、可自浮整体拖航运输安装的张力腿浮式风机基础结构。通过基础结构主要参数的优化设计及对其在工作海况和极端海况下的结构动力响应进行研究,验证其适宜性。研究结果表明,水深较浅会导致系泊系统较短,基础纵荡自振频率接近常见波浪频率范围,可能产生较大的共振响应,在不改变结构质量的情况下,可通过增大下部边立柱及浮筒的高度、减小其宽度以增大结构纵荡附加质量;当预张力较大时,纵荡自振频率较大,可能与一阶波浪载荷发生共振;应合理设置浮式风机基础质量,当基础质量较小时,可能引起较大的结构动力响应。 展开更多
关键词 浮式风机 张力腿 自振频率 中等水深 动力响应
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