SWAN风浪成长模型在近海设计波浪要素推算中的应用

根据黄、渤海区20 a中最大风速对应的风场过程,利用SWAN模型模拟风浪的成长过程,利用针对模型推算所得的烟台芝罘岛附近海域的系列波浪要素,进行P-III型曲线的拟合分析,得到不同重现期条件下的特征波浪要素。模型计算过程中,只需对美国NCEP和欧洲ECMWF风场后报资料进行简单校正,据此通过SWAN模型推算的特征波浪要素值就可与根据芝罘岛海洋环境监测站现场观测资料推断的波浪要素值基本一致。     

山东半岛设计波要素研究

文章主要对山东半岛的设计波浪要素进行了模拟研究。首先,运用第三代波浪模型SWAN模型,对山东半岛1996²011年的风场进行了波浪模拟,并与观测值进行了比较,拟合结果良好,表明了模型的准确性。然后再根据模拟结果对山东半岛波浪分布情况进行了研究,运用P-III型曲线对黄河三角洲、成山头、青岛的斋堂岛这3处进行极值统计,得到不同重现期条件下的波浪要素。研究结果表明山东半岛波浪最大处在成山头。     

考虑颤振效应的超大型集装箱船极限强度

砰击颤振会威胁船体的总纵强度,本文先依据海况对响应贡献率最大的原则确定计算海况,然后计算得到一艘超大型集装箱船的波浪载荷时历,并采用Weibull、Gumbel以及GEV(Generalized Extreme Value distribution)分布拟合得到载荷短期极值沿船长的分布且校核了目标船的极限强度。本文通过短期极值Weibull、Gumbel分布拟合的结果与载荷的规范计算结果对比,发现有必要在考虑砰击颤振效应下利用波浪载荷直接预报结果校核目标船结构强度。     

考虑颤振效应的超大型集装箱船极限强度

砰击颤振会威胁船体的总纵强度。依据海况对响应贡献率最大的原则确定计算海况,而后计算得出某超大型集装箱船的波浪载荷时历,并采用Weibull、Gumbel及GEV分布拟合得到载荷短期极值沿船长的分布且校核目标船的极限强度。将短期极值Weibull、Gumbel分布拟合的结果与载荷的规范计算结果进行对比,研究表明,有必要在考虑砰击颤振效应的工况下,利用波浪载荷直接预报结果校核目标船的结构强度,为后续研究提供参考。     

不同方法对南黄海重现波高计算值的影响

采用SWAN波浪模型对江苏南黄海地区1979~2018年共40 a的波况进行模拟及验证,将模拟结果与实测资料进行比对,吻合良好。百年重现波高分布通过基于年极值和月极值的广义极值分布函数(GEV)和超阈值取值方法(POT)的广义帕累托分布模型(GP)计算得出。计算结果表明,不同方法的计算结果在辐射沙洲北部地区差别最大,采用月极值所得重现波高偏小,采用年极值计算的重现波高在辐射沙洲南北外围地区最大,其余地区则以POT方法为大值。在分别采用不同数据长度计算重现波高的试验中得出,取月极值的GEV分布计算结果对时间跨度的改变不敏感,而取年极值受之影响最大,POT方法介于两者之间。     

吉布提LNG厂址波浪极值推算

在吉布提LNG厂址的设计过程中,由于当地可用水文资料缺乏,现场观测活动起步晚、持续时间短(仅1 a),无法满足多年重现期设计波浪要素推算的需求,给后续工作带来了较大的困难。以CCMP风场数据作为驱动,基于波作用量平衡方程建立印度洋大范围波浪数学模型、嵌套的亚丁湾中等范围模型及工程区小范围模型,在现场实测资料的基础上,结合同期的Jason卫星轨道资料对模型进行验证对比,模型验证结果良好。在此基础上,计算了1988—2017年的逐时波浪要素过程,并据此构建出年极值波浪序列,利用P-III型分布函数推算工程区深水处的各重现期波浪极值,结合不同水文条件计算得出工程区的设计波浪要素。     

杭州湾中部波浪统计分布

利用杭州湾中部一年实测波浪资料,分析了实测波高分布、波周期分布和波高周期联合分布。基于双参数威布尔分布模式,采用最小二乘法拟合得出波高分布和波周期分布模式,并与其他理论分布模式作了比较。结果表明:(1)双参数威布尔分布对杭州湾中部实测波高分布的拟合效果好于Gluhovski分布,而且该模式在实测波周期分布上的拟合效果也相对优于孙孚分布和侯一筠分布,但威布尔分布在对大周期比区域的预测值偏小,而其他两者分布则偏大。(2)实测联合分布与孙孚理论的联合分布有所不同。(3)威布尔分布的拟合系数与相关波参数的关系较为复杂,其中周期分布的威布尔系数与谱宽度有较好的相关性,由此可改进威布尔分布的拟合效果。(4)偏东向的流速对波高分布和波周期分布存在微弱的影响。     

规则波下码头面板底部冲击压强分布数值模拟*

采用计算机数值模拟方法,在FLUENT软件计算平台上建立了二维规则波数值波浪水槽,对透空平板、有梁面板结构底面受到的波浪冲击压强分布情况进行研究。数学模型采用RANS方程和k-ε湍流模型,以VOF方法处理自由表面。通过对不同工况的数值模拟和试验结果比较,验证了模型的造消波性能和应用的有效性。然后通过计算,得到了波浪冲击过程中面板底部冲击压强的分布规律,并对数据进行了分析和统计,提出了面板底面冲击压强分布宽度的拟合公式,作为工程设计的参考。     

内河船舶可靠性分析中的波浪弯矩统计与极值分布

以内河A级航区波浪散布图与波浪谱为环境参数,基于三维势流水动力程序对43艘内河船舶进行波浪弯矩长期预报,获得样本船波浪弯矩长期Weibull概率分布的形状参数、尺度参数和10-8超越概率的预报值。将波浪弯矩预报值与静水弯矩进行对比,根据Turkstra载荷组合规则,确定船体梁总纵强度可靠性分析中的载荷组合形式。在此基础上采用序列统计法对波浪弯矩极值分布进行分析,极值分布近似服从Gumbel分布,即I型极值分布。     

坡度对波浪统计特征的影响

为了明确坡度对不同波浪统计特征的影响,利用数值模型对波浪在不同坡度斜坡上的传播进行模拟,分析波浪的非线性参数和波高分布等,比较不同坡度下波浪的传播特性。结果表明,在相同条件下,随着波浪在斜坡地形上传播,波高会随着水深的变浅逐渐增大;坡度对于波浪的波高分布具有较大影响,当坡度较大时,波浪传播至斜坡较浅水深时的波高分布接近瑞利分布,当坡度逐渐减小时,相同波高的发生概率逐渐减小;而Ursell参数则不会随着坡度的变化有明显的变化。     

船舶横摇运动预测误差研究

通过对船舶横摇运动的预测误差与输入过去样本长度之间的关系进行研究,提出船舶横摇运动预测误差的经验公式,该公式可用于确定指定预测误差下的最小过去样本长度.采用小波-自回归算法模型进行横摇预测,统计分析预测均方根误差值与输入过去样本长度之间的关系,结果表明,预测过去样本长度与预测均方根误差之间遵循幂函数关系.     

基于Kriging模型的深潜器多球交接耐压壳结构优化

基于Kriging模型对深潜多球交接耐压壳进行了结构优化研究.通过试验设计选取样本点,采用非线性有限元方法计算样本的极限强度,建立了Kriging模型,针对不同工作深度的耐压壳进行结构优化.研究结果表明,Kriging模型具有较高的精度,并且克服了优化算法与非线性有限元模型直接结合所带来的计算量巨大且难以得到正确的梯度信息的困难,是求解深潜多球交接耐压壳结构优化问题的有效途径.     

Estimation of the shore excursion expenditure function during cruise tourism in Korea

Recently, the number of foreign tourists to Korea via cruise ships has increased dramatically. We attempted to estimate the shore excursion expenditure function during cruise tourism in Korea. To this end, we collected data from a survey of foreign tourists who visited Korea via cruise ships and conducted the ordered probit model with sample selection to correct for the sample selection bias. Statistical tests indicate that the sample selection model provides unbiased estimates of the ordered probit model. The estimation results reveal that the coefficients of the experience of visiting Korea, job status, annual income, and nationality have statistically significant relationships with shopping expenditure. Further, it is likely that Chinese and Japanese passengers spend more money on shopping than passengers from other countries. This study is expected to provide the Korean government and port authorities with useful information for targeting passengers with high shore excursion expenditure. From a management perspective, the results of this analysis will enable cruise operators to design shore excursion programs that meet travelers’ needs.     

改进随机森林-蒙特卡罗法在A型液舱支座结构可靠性分析中的应用

[目的]随着液化天然气(LNG)船舶结构研究和设计深度的提高,需要有能够快速和准确地评估不确定性因素的可靠性分析方法。为此,提出基于改进随机森林-蒙特卡罗(RF-MC)法来解决A型独立液舱支座结构失效概率的计算问题。[方法]首先,根据不确定性因素的概率分布,使用MC法生成样本集;然后,以局部离群因子为准则,筛选出失效面附近的样本点,再对筛选出的样本点进行有限元计算后添加至训练集,通过重复训练随机森林近似模型,直至满足精度要求;最后,使用近似模型判别样本点是否失效,结合MC法计算结构的失效概率。[结果]综合考虑算法的准确率、复杂度和效率并结合算例1和2,可以发现在分析可靠性问题时改进RF-MC法比MC和BP-MC等方法具有更大优势。算例3的应用结果表明了改进RFMC法在A型独立液舱支座结构可靠性分析中的适用性。[结论]研究结果可为LNG船舶的优化设计提供可行的技术方案。     

基于K最近邻决策的支持向量机分类算法及仿真

将基于支持向量机(SVM)的分类方法和最近邻法(NN)相结合,提出了一种SVM-KNN的分类方法。通过SVM算法对训练样本进行训练并找出支持向量,在进行待识别样本判断时,当其与最优分类面距离大于某一给定阈值时采用SVM决策模型,否则运用K最近邻法决策其类别,从而减少SVM算法的误判概率。仿真实验结果显示,运用该算法无论对于合成数据还是真实数据,在分类精度上比单独的SVM都有较明显的提高。     

某型深弹可靠性试验数据的bayes推断

根据某型深弹小样本抽样的特点，本文着力于用Bayes方法对可靠性试验数据进行推断，建立适当的成败型数学模型，分析了实验数据参数的导出方法，并用实验数据验证了模型建立的合理性和可行性并得出一定的结论。     

基于多岛遗传算法的舱口盖结构优化设计

为降低空船质量，提高经济性，针对某船舱口盖结构减重进行研究。采用拉丁方试验法建立样本空间，根据样本参数进行有限元模型求解。采用响应面模型法建立舱口盖结构设计近似模型，以规范中对应力和变形的要求作为设计约束条件，基于多岛遗传算法对某船舱口盖结构进行优化设计。结果表明，优化解收敛性好，可满足规范要求。     

基于LS-SVM的船舶操纵运动在线建模

基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和积分型辨识样本结构开展了船舶操纵运动的在线建模.以整体型Abkow-itz模型为辨识对象,大阪号油轮作为具体研究对象.在操纵运动仿真时,采用40个粘性类水动力导数的Abkowitz模型,但是在参数辨识时,采用了仅具有20个粘性类水动力导数的简化模型.为了对建模方法的有效性进行检验,将辨识得到的水动力导数与其原始值进行了比较,同时也针对辨识模型和原始模型的操纵运动仿真进行了比较.辨识结果表明,使用简化模型进行船舶操纵运动的在线建模是合适的,具有较好的预报效果和较高的精度.     

近似技术在船型阻力性能优化中的应用研究

船体型线优化过程中,通常要利用高精度的CFD软件对船舶的相关性能进行数值求解。这将耗费大量的时间,导致船型优化效率降低。为有效提高船型优化的效率,提出将近似技术应用于船型自动优化中,以代替CFD数值求解。探讨了样本点选取、样本集形成及近似模型实现途径等问题。以一艘1300TEU集装箱船的线型优化为例,构建船体兴波阻力的Kriging近似模型,并将其应用于球鼻首的优化中。计算结果表明,基于Kriging模型的船型优化是一种实用而且有效的方法。     

基于改进型RBF神经网络的磁流变阻尼器动力学建模及仿真

为提高磁流变阻尼器(MRD)动力学精度,提出一种网络连接权值自适应调整的改进型RBF神经网络模型。利用与任一测试样本相邻的两个训练样本对应的实际连接权值,对测试样本连接权值进行线性插值,提出连接权值的自适应算法;搭建MRD动力试验平台,进行多频率、多振幅的动力性能试验,利用大量实测力学特性数据,建立RBF神经网络模型以及连接权值自适应调整的改进型RBF神经网络模型,分析比较RBF神经网络模型在改进前后的平均累计相对误差变化规律,并进行数值仿真计算和试验测试分析。研究表明,在正弦激励频率0.25 Hz～1.0 Hz、振幅5 mm～15 mm、电流0～1.25 A工况下,相比于传统RBF神经网络模型5%的最大误差均值,改进型RBF神经网络模型使建模误差均值多控制在0.45%～0.85%之间,有效改善MRD的动力学特性,建模精度较好满足工程实际需要。