5G环境下舰船载波通信网络信息传输延时补偿算法

舰船载波通信网络存在多个传输链路,相同载波通信间在延时补偿时容易产生互扰,导致最终的补偿差值过大。针对这一问题,在5G环境下,设计一种舰船载波通信网络信息传输延时补偿算法。首先将载波通信传输过程模拟为一个空间单元,并利用5G技术获取舰船载波信息,再采用离散时间模型描述舰船载波通信,从而判断通信网络信息延时状态。基于此,采用一阶换算处理方法计算时延载波信号误差,从而建立链路模块化补偿算法。实验结果表明:本研究设计的补偿算法的补偿差值最小。     

蚁群算法在舰船调度系统中的应用

传统的舰船调度系统多数基于遗传算法,存在大量无用的迭代计算,影响系统运行效率。为此,提出蚁群算法在舰船调度系统中的应用。构建基于Agent的双层调度体系,充分发挥分布式计算、多任务并行处理的特点。在此基础上,利用蚁群算法确定舰船初始位置,初始化舰船信息素,根据全局搜索和局部搜索2种情况,通过迭代计算得到舰船调度最优解,将最优解反馈至系统的调度层,实现舰船调度。测试结果表明,在相同的测试条件下,设计的应用蚁群算法的舰船调度系统的迭代计算次数明显少于传统的调度系统。     

舰艇特殊进水过程的流量差值迭代算法研究

目前,在进行静水情况下的破损舰艇进水过程中的姿态计算时,通常使用流量差值迭代算法。然而,该算法的使用有一定的局限性。对于存在进满水舱室的特殊进水过程,破口流线的伯努利方程将发生改变,这导致了不能使用目前的迭代公式进行计算。因此,本文以该特殊的进水过程为对象,在对流线伯努利方程修正的基础上,利用隐函数求导模型和克莱姆法则,对此时的流量差值迭代算法进行了建模,并对该算法进行了船模实验验证。最后,针对某船的进水过程进行了仿真计算,横倾角时域变化曲线上的不连续点直观地表明了流量差值迭代算法的改变对进水过程仿真计算的影响。     

基于云计算的舰船网络被动数据快速关联算法

传统的网络被动数据关联算法存在计算复杂,迭代次数过多的问题。为此提出基于云计算的舰船网络被动数据快速关联算法。采用目标假设的方法,去除被动数据中的虚假目标,构建约束条件,初始化拉格朗日乘子,通过云计算的方式求取目标函数对偶解,获得关联数据结果集,实现舰船网络被动数据快速关联。测试结果表明,与传统的被动数据关联算法相比,舰船网络被动数据快速关联算法利用云计算,简化了运算,减少了迭代次数,使得算法快速收敛。     

舰船顶层设计指标最优分配问题计算方法

基于大型复杂工程系统设计的多学科设计优化算法,开展了舰船顶层设计指标最优分配的计算方法研究,基于协同优化算法提出了舰船顶层设计指标最优分配的一种通用算法框架。     

舰船电力系统短路计算及仿真

介绍并比较了国内外舰船电力系统短路计算几种主要算法.指出了在短路计算中应该注意的3点问题,提出了短路点选择的3个方法,并对典型电力系统模式进行了短路计算的仿真研究.     

舰船电力系统短路计算及仿真

介绍并比较了国内外舰船电力系统短路计算几种主要算法。指出了在短路计算中应该注意的3点问题，提出了短路点选择的3个方法，并对典型电力系统模式进行了短路计算的仿真研究。     

多维缩放舰船运行数据聚类算法设计

传统的聚类化运算算法(基于K-Means算法),在大数据环境下运算力下降,数据聚类运算收敛不足。提出基于多维缩放的舰船运行数据聚类算法设计。利用基于多维缩放的KNTSCCA聚类算法,对舰船运行数据传统算法进行替换,通过对舰船数据的降维迭代计算,实现多维缩放聚类算法设计。通过仿真实验证明,提出的多维缩放的舰船运行数据聚类算法,能够解决现有基于K-Means算法收敛不足的问题,具有可行性。     

舰船货物运输物流最优路径选择研究

舰船货物运输物流最优路径可以降低企业的运输成本,因此对其进行研究具有十分重要的经济价值,为了获得最优的舰船货物运输物流路径,提出了组合算法的舰船货物运输物流最优路径选择方法。首先分析当前舰船货物运输物流最优路径选择研究的现状,找到难以找到舰船货物运输物流最优路径的原因,然后设计了舰船货物运输物流最优路径选择的数学模型,采用蚁群算法和粒子群算法的组合算法进行求解,搜索舰船货物运输物流最优路径,最后与单一的蚁群算法和粒子群算法进行舰船货物运输物流最优路径选择仿真实验。结果表明,组合算法的舰船货物运输物流最优路径选择结果不仅要明显优于单一的蚁群算法和粒子群算法,而且提高获得了最优舰船货物运输物流路径的成功率,选择效率也得到了明显的改善。     

基于偏微分方程迭代的最优舰船航线计算模型

在舰船最优航线规划的过程中,使用传统航线计算方法存在着准确性低的问题,为此通过引入迭代偏微分方程的方法设计最优舰船航线计算模型。首先按照舰船航线的计算特点构建航线规划偏积分方程,在此基础上对航线信息迭代更新,同时得出迭代值与更新结果,最终得出舰船航线中航程与航向的计算结果。通过仿真实验发现使用传统的计算方法对舰船航线进行计算,其准确率为81.46%,而偏微分方程迭代计算模型的准确率为97.72%。     

带定子导管螺旋桨定常和非定常性能预估的基于速度势的面元法

开发了一个带定子导管螺旋桨定常和非定常水动力性能预报的数值计算方法,该方法采用基于速度势的面元法分别处理绕对带桨毂螺旋桨、导管和定子周围的流动,并通过迭代计算处理它们之间的相互干扰影响.为简化计算,采用了诱导速度的周向平均值来考虑螺旋桨、导管和定子之间定常水动力相互干扰影响.它们之间的非定常水动力相互干扰通过时间域内迭代方法求解,然而螺旋桨泄出涡、导管泄出涡和定子泄出涡之间的非定常干扰采用了时域内简化处理,这样的简化处理既保证了计算精度,又大幅度地减少了计算时间.对于螺旋桨、导管和定子的计算程序分别依次逐个运行直至每个部分的水动力收敛.算例考核表明该数值方法的计算结果与试验数据吻合较好.     

采用混合算法分析舰船雷达间电磁干扰耦合

为解决传统数值算法分析舰载雷达电磁兼容带来的计算机资源占用大、运算时间长和收敛性问题,对复杂环境下雷达电磁计算方法提出了改进思路,论述了舰上典型形状金属障碍物对舰载雷达波传播的影响,研究了矩量法和几何绕射理论混合算法在电磁干扰耦合分析中的应用方法,并在舰船电磁仿真模型上进行了计算,分析结果表明,相对于精确数值算法,该混合算法大幅提高了计算速度,计算误差优于3 dB,具有良好的工程适用性.     

The effect of finite depth on 2D and 3D cavitating hydrofoils

The iterative numerical method that has been developed for cavitating hydrofoils and surface piercing bodies moving inside a numerical towing tank is modified and extended to the case of fully submerged, both two- and three-dimensional cavitating hydrofoils in water of finite depth, and the effects of subcritical speed, critical speed and supercritical speed are investigated in detail. The iterative numerical method based on Green’s theorem allows separating the cavitating hydrofoil problem, the free surface problem and finite bottom problem both in two and three dimensions. The cavitating hydrofoil surface, the free surface and the surface of finite bottom are modeled with constant strength dipole and constant strength source panels. While the kinematic boundary condition is applied on the hydrofoil surface, a dynamic condition is applied with a cavity closure condition on the cavity surface. The source strengths on the free surface are expressed in terms of perturbation potential by applying the linearized free surface conditions. No radiation condition is enforced for downstream and transverse boundaries. The source strengths on the bottom surface are zero because of vanishing normal velocity. The method is applied to 2D and 3D cavitating hydrofoils, and the effect of finite bottom on lift and drag coefficients, cavity number and wave elevation is investigated.     

振动翼推进性能计算及试验研究

采用非定常边界元法基于格林定理构建振动翼计算模型,讨论相关的构建过程、程序结构;采用时变尾涡面和时间步进法在时域中处理振动翼的尾涡存储效应,在尾涡面上应用等压Kutta条件并通过New-ton-Raphson法进行迭代求解,对在无限域中的振动翼水动力特性进行计算和研究;通过数值计算结果与试验数据对比,证实本方法的有效性。     

基于速度势迭代的面元法预报对转桨性能

采用基于诱导速度势迭代的面元法预报对转桨的定常水动力性能,在计算中,前桨和后桨的相互干扰通过影响系数实现;前桨尾涡面距后桨表面太近时的异变影响系数通过Lagrange插值求出。同时采用基于诱导速度迭代的面元法预报对转桨水动力性能,并与基于诱导速度势法进行对比,计算结果表明,采用诱导速度势迭代的方法计算的结果与试验值吻合良好。与基于诱导速度迭代的方法相比,计算结果精确,且可以节省计算时间。     

浅水中船舶水动力特性数值计算

本文对浅水中船舶水动力特性进行数值计算研究.采用RANS方程结合RNG K-ε两方程湍流模型,对一方形系数0.6的系列60船模在浅水中的阻力、升沉、纵倾和兴波进行数值计算,其中自由面采用VOF方法处理;计算中,水深Froude数范围0.6～1.8,包含了临界和超临界水深Froude数.数值计算得到的阻力、升沉和纵倾与模型试验结果及采用三维扩展Boussinesq方程的计算结果进行了比较分析,吻合较好,部分计算结果得到改进.     

波流联合作用下双船吊装系统的建模与仿真

参考国内外相关文献,结合双船起吊具体施工过程和力学特性,建立双船吊装系统模型。利用大型水动力分析软件OrcaFlex对双船吊装系统的运动响应进行时域求解,分析波流方向、波高、吊放速度以及吊缆拉伸刚度等因素对吊缆张力和吊物运动的影响。分析结果可作为双船吊装系统吊装作业安全性评估的理论依据,对双船吊装系统在海洋工程中的应用具有一定的参考价值。     

三相自励异步发电机稳态运行外特性的分析计算

以三相自励异步发电机等值电路为基础,令电路的回路阻抗为零,通过迭代的方法分析异步发电机的稳态运行性能并着重研究了外接电容、电机参数和转速对发电机外特性的影响。为计算方便,采用了降低求解方程次数的处理方法,计算结果与实验结果相互吻合说明了分析方法的正确性。仿真结果表明转子转速和自励电容值对外特性的影响较大;外特性中的端电压特性受参数的影响大,频率特性受参数的影响小。     

基于FLUENT的大型集装箱船航速预报方法研究

根据阻力的三因次分析方法计算船舶航行的阻力成份。采用不同的网格划分和离散算法以及相应的控制方程,使用基于CFD的FLUENT软件平台进行数值求解,处理黏性阻力与兴波阻力的计算结果,实现对实船航速的预报。以大型集装箱船作为算例,将数值计算结果分别同模型试验和实船试验结果进行了比较,结果表明采用该数值计算方法得到的实船航速预报结果可达到工程设计应用的精度。     

Analysis of hydrodynamic characteristics for arbitrary multihull ships advancing in waves

Multihull vessels have emerged as popular alternatives to conventional monohull ships for high-speed crafts. However, the bridging structures connecting the hulls are vulnerable to various wave actions and the wave impact on the bottom of them is the most serious problems associated with multihulled vessels. In this study, prediction of relative wave elevations under the bridging structures is investigated for multihull ships traveling with forward speed in waves. A computer code YNU-SEA using the three-dimensional (3D) Green function method with forward speed has been developed and used to analyze the hydrodynamic radiation and diffraction forces and motion responses for high-speed catamarans in waves. The results of the present calculations are compared with those of previous calculations as well as with experimental results. The numerical results reveal that the present computer code can be used as a powerful tool for the accurate numerical computation of seakeeping problems for multihull ships advancing in waves. Numerical calculations of wave pattern are also carried out including wave interactions between the hulls to analyze the effects of hull form on the free surface flow around catamarans advancing in waves. The analysis of the wave pattern allows the determination of relative wave height including radiation and diffraction waves. Finally, some discussions are included based on these numerical results which may be helpful for the accurate prediction of relative wave height and wave breaking load on the deck associated with multihull ships.