留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2019年  第14卷  第S1期

《中国舰船研究》2019年增刊1期目录
《中国舰船研究》编辑部
2019, 14(Supp 1): .
摘要:
[1] 船舶运输安全保障下的智能船舶运动控制策略…张显库,韩旭(1)[2] 无人水面艇推进系统模型辨识…向伦凯,李晓,蒋云,杨咏林(7)[3] 基于模糊逻辑的船用循环水泵转速控制方法…闫其珂,秦东兴,方伟明,许克路(12)[4] 考虑概率共因失效的多状态系统可靠度计算…黄泰俊,陈国兵,杨自春(17)[5] 船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力性能…杨元龙(23)[6] 船用非能动安全壳冷却系统换热器的流量分配特性分析…武光江,刘辰,王畅,郝锐(28)[7] 基于三弯矩法的长艉轴安装过程仿真计算…孙锋,刘杰,周建辉(35)[8] 船用二冲程柴油机的性能故障模拟及分析…李方玉,胡以怀,王欣,蒋佳炜(41)[9] 含水量对润滑油粘度与浸润性影响的试验研究…胡继敏,宋振国,周建辉(47)[10] 基于分析的舰船空调冷媒水系统设计评估…方兴,高一民,周佳宇,宋靠华(53)[11] 极地船舶积冰计算及其对参数横摇的影响分析…马坤,胡高源,梁舒凡(61)[12] 轴支架设计参数对舰船阻力的影响分析…李鹏(66)[13] 第2代Spar平台桁架结构方案设计及优化…蔡晓雄,芦树平,秦珩,赵三飞,周小龙(73)[14] 温排水对船体外域水流温度场影响计算…李慧子,刘安涟,刘毅(82)[15] 基于简正波模型的浅海最佳频率的深度特性仿真研究…窦雨芮,周其斗,谭路,纪刚(90)[16] 基于三参数模型的浅海声场最佳频率研究…窦雨芮,周其斗,谭路,纪刚(99)[17] 双壳体潜艇舷间多层阵列结构防护特性仿真分析…周军,梅志远,周晓松,李华东,杨国威(108)[18] 碰撞载荷下玻纤增强乙烯复合材料板损伤响应试验分析…伍莉,王祖华,刘国仓(115)[19] 复合材料夹层板水下透声性能分析…董云龙,梅志远(121)[20] 考虑晃动效应时充液圆柱壳的振动特性…潘露燕,朱翔,李天匀,韩越洋,梁孝天(126)[21] 库仑阻尼隔冲系统在不同输入信号作用下的响应…张春辉,刘洪权,孟宪松,张磊(135)[22] 船底双层板架结构水下近场爆炸试验…陈娟(143)[23] 基于机器学习算法的船舶结构强度分析…张美兰,刘琳琳(151)[24] 基于HHT的船体结构应力监测数据特征分析和去噪方法…张仲良,朱晓军,彭飞,牟金磊(158)[25] 显控台气弹簧支撑结构的力学分析…牛峰(165)[26] 舰载相控阵雷达电轴动态对准方法…段静玄,吴崇建,姚腾钢,吕遐东(170)[27] 基于红色暗通道先验理论与CLAHE算法的水下图像增强算法…李炼,李维嘉,吴耀中(175)[28] 轴系测试数据分布特征信息获取方法与应用…孙锋,刘杰,周建辉,杨梓辉,毛伟兰(183)
机电与控制
船舶运输安全保障下的智能船舶运动控制策略
张显库, 韩旭
2019, 14(S1): 1-6. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01634
摘要:
  目的  为了最大限度地保障智能船舶运输安全,研究一种与智能船舶正常航行控制策略不同的船舶运动鲁棒控制算法,不追求准确、快速和节能,以智能船舶稳定航行为唯一设计指标。  方法  采用四维Norrbin非线性数学模型和二阶闭环增益成形算法设计控制策略。  结果  得到了航向不稳定船舶保持稳定的鲁棒控制器设计的通用算式,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。  结论  正常海况下,该控制策略的综合性能指标不如以往的控制策略,但在8级风以上的恶劣海况下,能最大限度地保障船舶航行稳定、安全。该控制策略可以作为智能船舶在恶劣海况下安全航行的配套措施。
无人水面艇推进系统模型辨识
向伦凯, 李晓, 蒋云, 杨咏林
2019, 14(S1): 7-11, 22. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01200
摘要:
  目的  提出一种能简单、快速获取无人水面艇推进系统经验模型的方法。  方法  在理论模型的基础上,通过Z型操舵、定常回转以及发动机稳定转速试验,获取实船运动数据,搭建基于Simulink Project的开发平台,完成对喷水推进系统关键参数的估计、辨识以及仿真对比,从而得到实船推进系统经验模型。  结果  经验证,采用该方法所得推进系统模型正确、合理。  结论  所做研究可为无人水面艇控制系统的开发奠定基础。
基于模糊逻辑的船用循环水泵转速控制方法
闫其珂, 秦东兴, 方伟明, 许克路
2019, 14(S1): 12-16. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01474
摘要:
  目的  在船舶上,由于汽轮机负载变化迅速,易导致冷凝器真空度波动剧烈。为实现真空度快速稳定,设计一种用于调节船用循环水泵转速的模糊控制器。  方法  通过优化控制器内增加的稳态工况预设值与模糊变量插值这2种方法,克服模糊控制器原本存在的稳态误差大和稳定性差的缺点,通过热力系统仿真,验证优化后的模糊控制器的控制效果。  结果  验证结果显示,与常规比例积分微分(PID)控制相比,优化后的模糊控制器能使冷凝器真空度达到稳定的时间减少约50%,最大误差减少约40%。  结论  优化后的模糊控制是实现循环水泵转速快速调节的有效方法。
考虑概率共因失效的多状态系统可靠度计算
黄泰俊, 陈国兵, 杨自春
2019, 14(S1): 17-22. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01325
摘要:
  目的  对于共因失效(CCF)的可靠性分析,现有研究基本上都假设发生共因失效事件必将导致相关单元失效。该假设对于电子元器件是准确的,但是对于可靠度高、结构复杂的机械设备会出现状态缺失的问题。为此,通过理论推导,提出一种考虑概率共因失效(PCCF)的多状态可靠度计算方法。  方法  该方法将共因分为致命型和非致命型,且将每种共因的作用分解在各单元上,采用显式法建立各单元的通用生成函数(UGF)模型,分别采用现有方法和所提方法对单元独立失效与致命型概率及非致命型概率共因失效的计算结果进行对比。  结果  结果表明对概率共因失效假设具有正确性,提出的可靠度计算方法有效。  结论  相比传统的CCF分析法,采用PCCF分析法的可靠度计算结果准确度更高,能较好地解决单元和系统状态丢失的问题。
船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力性能
杨元龙
2019, 14(S1): 23-27, 40. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01538
摘要:
  目的  旨在研究船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力特性。  方法  结合船用蒸汽蓄能器的运行条件,分析船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力规律,获得压力、温度、湍流动能、充水系数等关键参数的热力不平衡态特征,并基于非平衡芯热力学理论揭示蒸汽蓄能器充能过程中热力非平衡态机理。  结果  结果表明:在充能过程中,受蒸汽蓄能器内汽、液的相变弛豫效应和热惯性影响,蒸汽蓄能器会表现出强烈的非平衡热力过程,促使蓄能器内温度响应滞后于压力响应,并导致湍流动能及湍流耗散率产生流动转捩。  结论  研究成果可为实船蒸汽蓄能器充能过程的优化设计提供参考。
船用非能动安全壳冷却系统换热器的流量分配特性分析
武光江, 刘辰, 王畅, 郝锐
2019, 14(S1): 28-34, 40. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01363
摘要:
  目的  核动力破冰船具有续航时间长、破冰能力强等优点,可以为我国极地科学考察事业提供保障。针对未来我国核动力破冰船的发展方向,开展船用反应堆非能动安全壳冷却系统(PCCS)换热器特性研究。  方法  利用Fluent软件对关键设备的换热器进行建模,研究不同方案下的流量分布情况。  结果  模拟结果显示:增大传热管束中心管间距可提高流量分配的均匀性;分配联箱与汇流联箱的截面积比取为0.7时,流量分配较均匀。  结论  所做研究可为我国新一代核动力破冰船反应堆的方案设计提供技术参考。
基于三弯矩法的长艉轴安装过程仿真计算
孙锋, 刘杰, 周建辉
2019, 14(S1): 35-40. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01465
摘要:
  目的  艉轴安装是船舶轴系安装中的重要环节,随着船舶的大型化发展,艉轴出现了轴颈增粗,长度加长的趋势,给安装增加了难度。  方法  针对这一问题,运用仿真计算软件,利用三弯矩法探究艉轴安装过程中的临时支撑数量和布置位置,求解艉轴挠度和应力与临时支撑反力的变化状况,得到临时支撑数量和布置位置对艉轴挠度和应力的影响规律。  结果  仿真计算结果表明,当艉轴推进到前艉轴承后端面时,艉轴前端挠度过大,无法顺利通过前艉轴承,因此,在艉轴前端采用增加导向轴的新工艺,优化导向轴结构、尺寸及吊装方式,实现了特长艉轴的顺利安装。  结论  所做研究可为大型船舶的艉轴安装方式及方法提供参考。
船用二冲程柴油机的性能故障模拟及分析
李方玉, 胡以怀, 王欣, 蒋佳炜
2019, 14(S1): 41-46, 52. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01698
摘要:
  目的  大型船用二冲程柴油机故障数据难以通过实验等方法获得,准确获得在各种故障模式下柴油机主要热力参数的变化规律,对于建立智能船舶柴油机的故障诊断系统具有重要意义。  方法  以MAN 6S35 ME-B9船用电控二冲程柴油机实机参数为依据,在GT-Power软件中搭建其一维模型,利用实验数据对柴油机模型进行修正,获得柴油机正常工作状态下的计算模型,通过在模型中设置相关参数对柴油机典型故障进行模拟,并对不同环境温度下柴油机的工作过程进行模拟计算。  结果  通过对计算结果数据进行处理、分析,得到在各种故障及不同故障程度下柴油机热力参数和性能参数的变化规律,以及不同环境温度下热力参数的变化规律。  结论  研究成果可为智能船舶柴油机的故障诊断提供参考,为柴油机故障排除提供依据。
含水量对润滑油粘度与浸润性影响的试验研究
胡继敏, 宋振国, 周建辉
2019, 14(S1): 47-52. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01704
摘要:
  目的  为了研究油水混合润滑状态下含水量对润滑油粘度和浸润性的影响规律,  方法  配置不同比例的油水混合液,模拟恶劣工况下的润滑介质,借助精准的测试仪器,通过多次测试取平均值的方法,得到不同含水量下混合液的粘度值和接触角。  结果  结果表明:润滑油的粘度随含水量的增加先上升,在含水量为30%左右时达到最大值,之后迅速下降,逐渐趋于稳定;对于亲油性的摩擦面,一定程度的油水混合模式有助于提升润滑油的浸润性。  结论  研究结果对船舶润滑系统的可靠性设计具有一定的指导意义。
基于㶲分析的舰船空调冷媒水系统设计评估
方兴, 高一民, 周佳宇, 宋靠华
2019, 14(S1): 53-60. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01351
摘要:
  目的  目前,舰船空调冷媒水系统的设计选型主要依赖于设计师的经验,故经常会出现设备选型容量过大的问题,缺少一种从设备运行匹配性角度来评估系统设计是否合理的方法。为此,  方法  基于㶲分析方法,通过分析设备在实际及最优运行状态下效率的偏离程度,提出设计匹配度评估指标,用以评估空调冷媒水系统的设计选型。以某舰空调冷媒水系统为研究对象,利用Matlab软件建立仿真模型,并模拟全年工况。对8种冷水机组及3种冷媒水泵替代选型方案分别与初始方案进行对比,计算每种冷媒水系统方案的设计匹配度指标。  结果  结果显示,在所有设计方案中,CH3-CHP1设计方案为最优方案,其设计匹配度最大为90.0%,相比初始设计方案提高了2.5个百分点。  结论  研究表明,以设计匹配度作为评估指标,可有效地指导舰船空调冷媒水系统的设计选型。
总体与性能
极地船舶积冰计算及其对参数横摇的影响分析
马坤, 胡高源, 梁舒凡
2019, 14(S1): 61-65. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01572
摘要:
  目的  航行于极地地区的船舶容易出现积冰现象,导致船舶稳性降低,对参数横摇产生不利影响。而现行的《极地规则》中关于积冰的计算没有考虑环境的影响,无法真实反应船舶积冰的实际情况。为此,  方法  借鉴国内外船舶积冰预测模型研究,采用VB和MATLAB软件开发出有关船舶积冰重量及重心位置的数值计算程序,然后针对2艘样船,对其在不同航速及海况组合下进行考虑结冰后的参数横摇第1层薄弱性衡准计算,分析不同因素对船舶参数横摇薄弱性的影响。  结果  结果显示,风速、航速的增加以及温度的下降都会对参数横摇产生不利影响。  结论  所做研究可为船舶积冰计算,以及参数横摇薄弱性衡准在极地航区的推广应用提供参考。
轴支架设计参数对舰船阻力的影响分析
李鹏
2019, 14(S1): 66-72, 107. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01590
摘要:
  目的  附体阻力是舰船阻力的重要组成之一,其中轴支架阻力在附体阻力中所占的比例较高。将通过对轴支架开展阻力优化分析,来实现舰船减阻的目的。  方法  首先,选取轴支架设计参数,并以船体表面流线对应的迎流角确定轴支架初始方案;然后利用CFD仿真分析设计航速下的船体表面速度矢量、支架臂翼型剖面流线、支架臂表面的压力分布以及空间流线,并以支架臂翼型剖面所在平面内的流线为参考进行轴支架多方案设计;最后,对CFD仿真结果进行对比。  结果  结果显示,采用支架臂翼型剖面所在平面内的流线进行轴支架设计较为合理,在缩比模型下,方案1与初始方案相比总阻力减小了3.5%,支架臂内、外侧压力分布较为均匀。  结论  利用支架臂翼型剖面内的流线确定剖面迎流角的设计方法,可为舰船附体设计提供参考。
第2代Spar平台桁架结构方案设计及优化
蔡晓雄, 芦树平, 秦珩, 赵三飞, 周小龙
2019, 14(S1): 73-81. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01575
摘要:
  目的  为提高第2代深水Spar平台的水动力性能,对其桁架结构进行方案设计与优化研究。  方法  首先,基于三维势流理论研究垂荡板的运动方程,通过莫里森公式对桁架部分进行水动力计算,并结合工程经验提出桁架结构(含垂荡板)的初始设计方案;然后,对Spar平台的垂荡板及桁架结构进行数值计算,针对不同参数下的桁架结构进行时域及频域分析,探究平台垂荡板的数量、厚度、间距和桁架横截面积、斜桁架数量对Spar平台水动力性能的影响,以进一步优化设计方案。  结果  研究结果表明:确定垂荡板数量需综合考虑Spar平台各自由度的运动;垂荡板厚度越薄,平台水动力性能越好;垂荡板间距应为提升平台垂荡和纵摇性能效率最高的值;桁架横截面积对平台的运动响应影响较大,斜桁架数量影响相对较小。  结论  研究结果可为深、远海油气钻井平台设计提供有益的指导。
温排水对船体外域水流温度场影响计算
李慧子, 刘安涟, 刘毅
2019, 14(S1): 82-89. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01473
摘要:
  目的  旨在研究海上核电平台船的温排水对进水口冷却水温度产生的影响。  方法  采用有限体积法结合Reynolds平均法对海上核电平台船的温排水在船体外域流场中的温度扩散规律进行三维数值模拟。  结果  结果显示,同流中热水扩散流的三维湍流数值计算验证结果与物理模型试验吻合较好。当海水流速较小时,温排水主要沿出水口的流速方向扩散,对进水口的温度场影响较小;当海水流速较大时,温排水主要沿海流的流速方向扩散,对进水口的温度场影响较大。  结论  所得结果可为海上核电平台船的设计提供指导。
基于简正波模型的浅海最佳频率的深度特性仿真研究
窦雨芮, 周其斗, 谭路, 纪刚
2019, 14(S1): 90-98. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01620
摘要:
  目的  海底和海面边界条件不同导致声场能量分布不均匀,浅海声传播的最佳频率在深度方向也存在较大差异。为了研究最佳频率在深度方向分布的规律,  方法  采用简正波方法研究浅海声传播最佳频率的深度特性,通过改变海水深度、海底参数、海面粗糙度和声速剖面,研究声源位于海水中间层及其他位置时不同深度接收点的最佳频率的变化规律。  结果  结果表明,当声源位于海水中间层附近时,海水中间层存在一段最佳频率随接收点深度变化且保持不变的区域,该区域厚度在海水深度变化时近似为海水深度的一半,与海底参数和海面粗糙度关系较小。  结论  研究结果说明浅海存在一个梯形区域,该区域内的最佳频率不随声源和接收点相对位置的变化而变化,所得结论可以对水声通信技术和潜艇隐身性能的发展提供一定的帮助。
基于三参数模型的浅海声场最佳频率研究
窦雨芮, 周其斗, 谭路, 纪刚
2019, 14(S1): 99-107. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01643
摘要:
  目的  针对典型浅海环境下的最佳频率问题,  方法  首先,以海底反射损失三参数模型为基础,推导单阶简正波的衰减系数与频率的关系,求解其最佳频率,并通过与前人公式对比验证该算法的正确性;然后,应用该方法研究海底压缩波速度、海底吸收损失幂指数和海底粗糙度对单阶简正波最佳频率的影响。  结果  最佳频率随着海底压缩波速度的增大而减小;吸收损失幂指数越大,最佳频率现象越不明显;粗糙度的变化只对所有简正波叠加后近场的最佳频率有较大影响,对单阶简正波的最佳频率几乎没有影响。  结论  计算的最佳频率更贴近实际海洋环境,可为进一步提高水声通信和探测能力提供一定的帮助。
结构与装置
双壳体潜艇舷间多层阵列结构防护特性仿真分析
周军, 梅志远, 周晓松, 李华东, 杨国威
2019, 14(S1): 108-114, 134. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01358
摘要:
  目的  为更好地模拟和分析潜艇舷间多层阵列结构碰撞后的变形损伤特征及能量耗散特点,  方法  选取双壳体潜艇舯部具有代表性的主压载水舱舱段作为研究对象,利用非线性有限元软件ABAQUS,分别对双壳体舷间加装多层阵列结构前后的舱段,从结构变形损伤模式、结构动态响应特性及各构件吸能分布特性等方面开展对比分析。  结果  结果表明,舷间加装多层阵列结构后,耐压壳体受到冲击作用而发生塑性变形吸收的能量相对于防护前减少了75%。  结论  舷间多层阵列结构具有良好的防护特性,可以有效提高舱段结构的耐撞性,使其在遭受碰撞冲击载荷后将耐压壳体的损伤控制在合理范围之内。
碰撞载荷下玻纤增强乙烯复合材料板损伤响应试验分析
伍莉, 王祖华, 刘国仓
2019, 14(S1): 115-120, 134. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01479
摘要:
  目的  为研究船舶局部复合材料结构的抗碰撞性能,  方法  以更接近工程实际的大尺寸玻璃纤维增强乙烯树脂复合材料层合板为对象,采用钢质球形冲头模拟碰撞物,利用摆锤试验装置完成低速碰撞试验。针对不同能量冲击下的层合板试件,采用外表观测、超声C扫描技术以及剖面显微镜观察等方式对复合材料层合板的损伤响应进行对比分析,比较试件的碰撞冲击力和背面中心点位移等。  结果  试验结果表明,当碰撞能量较低时,复合材料层合板外观虽无明显损伤,但内部却发生了较大范围的基体开裂分层现象;随着碰撞能量逐步增加,层合板的损伤程度随之加深,除外表有明显裂纹损伤外,其内部有大范围的分层,同时伴随有纤维断裂的现象。  结论  所做研究可为玻璃纤维增强乙烯树脂复合材料结构抗碰撞性能评估提供参考。
复合材料夹层板水下透声性能分析
董云龙, 梅志远
2019, 14(S1): 121-125. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01642
摘要:
  目的  结合导流罩结构性能与声学性能设计矛盾的工程背景,  方法  对复合材料夹层板水下透声性能研究进行分析,并基于波传递理论推导出夹层结构透声性能计算公式。通过计算复合材料夹层平板透声性能算例,证明该方法与实验结果的一致性。  结果  结果显示:透声系数随频率的变化整体呈周期性,厚度会改变整体透声性能的周期变化规律;在夹层结构总厚度不变的情况下,改变夹层结构各层的比例对透声系数影响较小;在中间层不变的情况下,上、下表层的材料铺层顺序并不影响透声性能。  结论  所做工作对夹层结构设计具有一定的工程意义。
考虑晃动效应时充液圆柱壳的振动特性
潘露燕, 朱翔, 李天匀, 韩越洋, 梁孝天
2019, 14(S1): 126-134. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01550
摘要:
  目的  基于有限元法对水平充液圆柱壳及其内部流体的自由振动和强迫振动特性进行研究。  方法  其结构与内部流体分别采用壳单元、声学单元模拟;通过对流体声学单元施加重力加速度并标记自由液面,以模拟流体小幅晃动。计算液体晃荡频率以及壳体振动频率,并与文献的结果进行对比,验证求解方法的正确性。探讨结构参数、自由液面高度等参数对耦合系统振动特性的影响规律。  结果  结果表明:流体固有频率分为高频和低频2个部分,低频部分为自由液面的自然晃动频率。壳体厚度越小,结构耦合频率越低,自由液面的自然晃动频率越低;随着厚度的增加,自然晃动频率趋近于刚性边界时的值。液深越大,结构耦合频率越低,自然晃动频率越大;当结构频率很低时,自由液面晃动效应对耦合系统响应的影响变得明显。  结论  研究结果对于充液圆柱壳的振动特性具有一定的参考价值。
库仑阻尼隔冲系统在不同输入信号作用下的响应
张春辉, 刘洪权, 孟宪松, 张磊
2019, 14(S1): 135-142, 157. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01635
摘要:
  目的  对于被动式抗冲隔离器而言,库仑阻尼可以主动应用或被动存在于隔冲系统中,因此有必要分析库仑阻尼在隔冲系统中的作用规律。  方法  建立库仑阻尼的抗冲隔离模型,利用其分段特性对系统模型进行表达,分析单位脉冲信号、半正弦波信号、梯形波信号、正/负双波信号下的库仑阻尼系统冲击响应,以及不同输入脉宽下的系统冲击放大特性。  结果  仿真结果表明:在半正弦波信号作用下,系统的绝对加速度响应峰值在1.75倍脉宽附近,当输入脉宽大于0.265倍系统周期时,系统将失去隔冲性能,且系统响应进入放大区;在系统峰值、输入脉宽相同的条件下,梯形波信号作用下的系统响应大于半正弦波信号,且库仑阻尼隔冲系统对梯形波信号脉宽的变化更为敏感。  结论  研究成果可为库仑阻尼在抗冲隔离器中的应用提供参考。
船底双层板架结构水下近场爆炸试验
陈娟
2019, 14(S1): 143-150. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01571
摘要:
  目的  为了评估双层底板架结构在近场水下爆炸工况下的防护能力,  方法  针对典型水面舰船底部结构,设计双层板架结构试验模型和试验工况,进行水下近场爆炸试验研究,获得双层底结构的毁伤破坏模式及结构整体与局部的破坏、变形情况。  结果  模型结构破坏和变形情况显示,内底结构未发生破损和较明显的屈曲,表明在近场水下爆炸作用下,双层底结构通过毁伤和变形吸能,对内部舱室结构起到了有效的防护。  结论  该结论可为舰船底部防护结构设计和评估提供参考依据。
基于机器学习算法的船舶结构强度分析
张美兰, 刘琳琳
2019, 14(S1): 151-157. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01647
摘要:
  目的  针对传统有限元数值计算方法耗时长、占用计算资源多等缺点,提出基于机器学习算法对船舶结构强度进行评估的回归预测模型。  方法  以已有的有限元数值计算数据为样本,以外部载荷和结构尺寸为特征,以应力和变形为目标,引入4种传统机器学习算法和4种集成机器学习算法,对船舶上吊杆处的局部结构响应进行预测分析。  结果  与传统有限元数值模拟方法相比,机器学习算法在保证结果准确性的同时大幅度提升了计算效率,其中Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)算法与其他算法相比,其准确度和计算效率的表现更好。  结论  为进一步研究更复杂的船体结构设计提供了一条可行且高效的技术途径。
基于HHT的船体结构应力监测数据特征分析和去噪方法
张仲良, 朱晓军, 彭飞, 牟金磊
2019, 14(S1): 158-164. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01509
摘要:
  目的  为了去除船体结构应力监测数据中的噪声信号,获得有效的数据信息,以便为后续数据挖掘提供支撑,  方法  首先,采用HHT方法中的经验模态分解(EMD)算法对数据进行成分分析,得到固有模态函数(IMF)和余项。然后,通过Hilbert变换得到Hilbert谱,证明应力监测数据的非平稳特性。最后,以信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)为例,结合自适应去噪和小波阈值去噪两种方法对应力监测数据进行去噪效果比较。  结果  结果表明,基于HHT方法的自适应去噪和小波去噪都具有一定的去噪效果,但两种去噪方法中,自适应去噪方法的SNR更高,RMSE更小,自适应去噪方法性能最佳。  结论  研究证明自适应去噪方法能更有效地针对应力监测数据进行去噪处理。
显控台气弹簧支撑结构的力学分析
牛峰
2019, 14(S1): 165-169, 188. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01356
摘要:
  目的  军用显控台气弹簧支撑结构能有效保证操控单元在气弹簧和滑轨的作用下自动翻转。为了使气弹簧能够提供有效的支撑力,为装配工人调节气弹簧支撑力大小提供依据,降低气弹簧报废率,  方法  根据军用显控台的结构,以气弹簧支撑结构的二维力学模型为基础,建立气弹簧支撑结构的二维平面静力学方程。通过求解不同状态下的力学方程,提出气弹簧支撑结构支撑力的计算方法,并通过实际应用,对气弹簧支撑结构支撑力的计算方法进行验证。  结果  验证结果显示,采用所提气弹簧支撑结构支撑力的计算方法计算的结果与实际经验得到的结果一致。  结论  此气弹簧支撑结构支撑力的计算方法能为装配工人调节气弹簧支撑力大小提供依据。
武器与电子信息系统
舰载相控阵雷达电轴动态对准方法
段静玄, 吴崇建, 姚腾钢, 吕遐东
2019, 14(S1): 170-174. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01533
摘要:
  目的  由于保障舰载相控阵雷达电轴的静态对准较为困难,因此需开展动态对准方法研究。  方法  通过实时测量舰船姿态及位置信息、信号源位置信息,在统一时间基准下,经姿态修正、位置间隔修正算法,获得实时的目标真值及相控阵雷达探测值,得到相控阵雷达电轴零位误差,进而达到动态对准的目的。  结果  仿真结果表明,该方法的对准精度可达到0.5'左右,  结论  满足相控阵雷达对准的要求,同时降低了保障要求,节约了试验成本,具有较强的灵活性与机动性。
基于红色暗通道先验理论与CLAHE算法的水下图像增强算法
李炼, 李维嘉, 吴耀中
2019, 14(S1): 175-182. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01508
摘要:
  目的  水下图像是水下视觉感知技术领域应用的基础,由于水对光的吸收以及水中颗粒对光的散射作用,使水下图像具有对比度低、边缘模糊等特点,导致图像质量下降。为此,提出一种削弱水介质对水下图像影响的图像增强算法。  方法  首先,研究了水下成像数学模型,并且依据Lambert-Beer定律推导出了未退化的图像数学模型。其次,利用红色暗通道先验(RDCP)理论得到未退化图像模型中的红色暗通道透射率图像,并通过引导滤波算法对该图像进行滤波细化处理,获得了对比度比较高的未退化图像。然后,针对去模糊后水下图像对比度仍然不理想的情况,采用对比度受限直方图均衡化算法(CLAHE)提升水下图像对比度。  结果  基于常用图像评价标准,通过实验评价了本文算法的有效性,  结论  本文算法能够显著提升水下图像信息熵、对比度和平均梯度,更能凸显图片信息的细节特征。
轴系测试数据分布特征信息获取方法与应用
孙锋, 刘杰, 周建辉, 杨梓辉, 毛伟兰
2019, 14(S1): 183-188. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01466
摘要:
  目的  船舶轴系监测系统具有监控对象多、测试数据量大和存储空间需求大等特点,如果存储方案不合理,数据未预先统计和分类存储,会导致数据不便于检索、计算和分析。为此,提出针对测试数据的批量统计特征数据及分表存储的方法。  方法  在现有数据库的基础上,设计时间序列特征数据表和汇总表,以及统计测试数据的均值、极值、标准差、偏度等的流程;采用仿真对比,选择均值和偏度作为特征向量;通过DBSCAN聚类设计传感器数据异常识别算法,验证对传感器系统异常数据的识别效果。  结果  结果表明,所提方法对异常数据的识别效果较好,  结论  可适用于实际测试系统的特征数据提取。