基于支持向量机的船舶机舱火灾温度快速预测

以船舶机舱为研究对象,采用大涡模拟方法,以FDS软件为平台,计算了不同火灾功率、风机启动时间、风机流速和补风口面积条件下的火场温度变化过程。以FDS的数值模拟数据为样本建立了船舶机舱火灾温度的支持向量机计算模型,为提高模型预测的精确度,利用遗传算法对参数进行寻优。实验表明:应用本文模型预测结果与FDS计算结果基本一致,优于SVM模型以及BP神经网络的预测结果,提出一种快速预测火场温度的工程计算方法。     

基于神经网络的舰船机舱火灾温度快速预测

为了更快、高精度的对舰船机舱火灾温度进行建模和预测,提出基于神经网络的舰船机舱火灾温度快速预测方法。首先分析当前舰船机舱火灾温度的研究进展,指出当前舰船机舱火灾温度预测方法的局限性,然后收集舰船机舱火灾温度的历史数据,通过神经网络对历史数据进行学习和分析,挖掘舰船机舱火灾温度变化特点,建立舰船机舱火灾温度预测模型,并对神经网络参数优化问题进行解决,最后与其他舰船机舱火灾温度方法进行对比实验。结果表明,神经网络的舰船机舱火灾温度预测精度超过90%,远远高于其他舰船机舱火灾温度方法的预测精度,同时减少舰船机舱火灾温度预测建模时间,能够快速对舰船机舱火灾温度进行预测。     

引入射流通风系统的船舶机舱CFD数值模拟

船舶通风系统的合理布置关系到船舶的正常运行,对某船舶机舱通风系统采用计算流体动力学的方法进行数值模拟研究。模拟机舱环境,得到机舱具体的温度场和速度场,判断通风方案是否达到设计预期。然后,综合常规通风与射流喷嘴送风,仿真结果表明这样能有效避免了短路和通风死角,使机舱内局部高温消失,降低了设备局部热点温度约4℃,具有良好的实船应用前景。     

基于传感器网络的船舱环境监视系统

对船舱环境进行智能化监测,有助于及时发现异常状况、确定隐患的位置,并提前发出预警,从而可以有效避免火灾等船舶事故的发生,对于船舶航行安全有着重要的意义。传感器网络是21世纪新兴的科技之一,具有灵活性好、功能丰富等特点,在多种领域中得到广泛应用。本文提出一种基于传感器网络的船舱环境监视系统,对这种系统的框架进行研究,并对路由协议、三维定位等关键技术进行分析和研究,最后通过在船舶中的实验,证明本文提出方案的可行性。     

大数量船舶舱室的三维参数化设计研究

船舶舱室设计工序繁琐,数据庞杂,设计过程中需要对船舶舱室参数的迭代数据不断更新,易造成数据混乱、重复建模等问题。为了更好的对大数量船舶舱室设计方法进行完善,结合三位参数化复合数据结构、对船舱三维参数设计方法进行优化,结合机舱数据特点对船舶机舱数据结构进行分析后,设计船舶机舱三维参数模型。最后通过实验检测证实,大数量船舶舱室的三维参数化设计可有效实现扩大船舶机舱面积和舱容,及时自动更新船舶舱室三维数据参数,快速精准的对船舶舱室进行建模的设计目标。     

基于Morlet小波的船舶机舱监控系统研究

当船舶机舱设备异常或故障时,传感器采集到的数据序列中往往存在着突变信号,通过分析这些突变信号可对设备的运行状况进行有效预警。本文将Morlet小波应用于机舱数据分析中,能够准确识别异常数据中的突变信号,并运用Mann-kendall检验法提取其突变点。建立了预警分析处理模型,结合实际机舱样本数据验证了预警实现的可行性,结果表明基于Morlet小波的船舶机舱监控系统提取的突变点精确、可靠,预警精度高。     

基于机器学习的船舶机舱设备状态监测方法

[目的]为实现船舶机舱设备的智能状态监测,引入机器学习算法,提出一种结合流形学习和孤立森林的船舶机舱设备状态监测方法。[方法]由于船舶机舱设备的状态监测数据是多维度数据,基于该监测系统,通过流形学习来提取有效的数据特征,实现对原始数据的降维,减少数据复杂度。基于孤立森林算法,在仅利用正常工况数据集的情况下,训练并构建多个子森林检测器,用于实现对目标设备的故障监测。在Matlab/Simulink环境下建立大型船舶二冲程柴油机模型,对其正常工况和故障工况下的数据进行仿真,以验证该方案的有效性。[结果]通过状态仿真数据对不同故障监测方案性能的比较,验证了所提故障监测方案具有98.5%的故障检测率和3%的故障虚警率。[结论]所提方法能显著提高船舶机舱设备的故障监测性能。     

基于贝叶斯网络的船舶机舱火灾风险分析

针对船舶机舱火灾风险的特点,提出了基于贝叶斯网络的船舶机舱火灾风险分析方法。根据机舱各区域发生火灾频率不同,把机舱分为主机区域、发电机区域、锅炉区域和电气设备等四个火灾发生频率高的区域,按照火灾从初始事件到发生的整个过程,建立船舶机舱火灾贝叶斯网络模型,对风险因素进行概率推理,判断火情,为消防决策提供依据;然后,通过对该网络进行基于证据的敏感性分析,得到影响机舱火灾风险因素的影响排序,并可以根据排序情况采取相应措施减少火灾的发生。     

船舶机舱火灾过程中烟雾扩散行为的演化规律研究

船舶机舱火灾是消防工程中最危险的火灾类型之一,对机舱火灾过程中烟雾扩散行为的演化规律进行详细研究对船舶消防工作具有重要意义。本文首先对某机舱内部的舱室结构和工作设备进行合理简化,建立基于非稳态时均雷诺方程的机舱火灾数值模型。然后,通过相关图纸资料和规范文件,完成热源温度、风管质量流量等初始边界条件设置,并在广义输运方程中加入自定义源项以实现烟雾扩散行为的瞬态模拟。最后,通过烟雾扩散过程、温度场分布及能见度范围的演化规律对机舱火灾进行详细探讨和总结。研究结果表明:本文所提出的自定义源项法在机舱火灾数值模拟中具有良好的工作性能,能准确模拟机舱火灾过程中烟雾扩散行为的动态过程,在工程实际中具有一定的指导意义。     

基于船舶火灾蔓延态势的路径规划算法研究

船舶作为海上一个独立的建筑实体,非常容易发生火灾。本文以63500DWT油船船舱作为研究对象,通过对火灾蔓延模拟仿真实验数据进行图表分析,得出了在不同工作条件下在固定检测点位置的温度,CO浓度和烟气浓度变化规律。对基于火灾实时态势的导航网格动态生成方法以及对应的逃生路径规划方法进行研究,得出动态更新导航网格的具体算法,并对传统A*算法路径节点选择问题进行改进,得出适应船舱火灾蔓延信息的最短逃生路径规划算法,通过实验验证,该算法寻路效率更优。     

基于Star-CD的某船机舱火灾烟气流动计算与分析

为了探究机舱火灾的烟气流动情况,减少火灾烟气带来的危害,基于Star-CD平台,采用场模拟方法,模拟某船舶机舱火灾发生时的温度场、速度场、压力场及烟气的分布情况,结果显示了机舱空间在不同截面和时刻机舱的温度、速度、压力和烟气的分布,在火源正上方的温度、速度、压力和烟气浓度比周围的高,压力最高值出现在机舱的顶部,机舱上部的烟气平均浓度、温度明显高于下部的浓度,并给出了不同高度的烟气浓度和温度曲线.根据计算结果和该船现有的消防体系,建议在机舱内安装一套固定灭火系统,计算结果符合室内火灾的基本规律.     

船舶机舱通风数值模拟分析

利用CFD技术对某船舶机舱通风系统进行数值模拟,提出机舱气流组织改进措施.选取舱内典型截面进行分析,指出可以通过安装隔屏来消除舱内大漩涡,同时调节机械抽风口数量和位置,可使舱内气流组织得到改善;对舱内人员活动区域进行分析,表明活动区域环境速度、温度均符合设计要求,而且风机开度与舱内温度密切相关,根据舱内不同温度要求合理选择开度可节省资源.模拟结果证明CFD技术有利于机舱通风设计,为通风系统的改进提供了有力工具.     

基于半经验法的船舶舱室噪声实用预报方法

基于"声源-传递路径-接受点"系统分析法结合房间声学提出一套半经验型的船舶舱室噪声快速预报方法。噪声的传递和衰减分别按空气噪声和结构噪声两条路径计算,接受点的噪声声压级结合房间声学计算。该方法在总布置方案基本确定阶段即可对全船各舱室噪声分布的水平作出初步预报,并不依赖于具体的结构和舾装细节。通过计算某型快艇的主要舱室噪声水平并与实测数据进行比较,证明了该方法的工程实用性。     

基于虚拟仿真的船舱大型部件维修通道分析

如何在狭小的船舱空间中对数量众多的设备进行高效的维修一直都是舰船综合保障分系统设计的重要研究部分。良好的维修通道是实现舰船高效维修的基础。文章在船舱设备的维修性评价指标体系的基础上,提出了分析大型部件吊运维修通道的4个指标。然后,基于虚拟仿真和层析分析法,提出了具体的评价方法。最后以辅机舱汽缸盖维修通道为例,进行了验证。     

分舱和充液对箱式主机滑油舱振动模态的影响

为更好地了解船舶舱室结构的振动特性,为主机隔振降噪提供有用的理论参考,采用有限元方法对主机滑油舱进行了模态分析,分析分舱和其内部油液液位对结构振动模态的影响.结果表明,随着分舱舱室数目的增加,主机滑油舱整体固有频率上升,振型多表现为局部舱室表面的鼓胀振动;而充液液位的升高使系统的频率降低,算例中第一阶频率的下降比峰值为2.07(l/m);同时对系统第一阶频率和液位的变化关系进行解析,拟合误差仅为0.222%.,便于其他液位时第一阶振动频率的求解.     

船舶舱室噪声前期经验预报方法

按照噪声源、传递路径以及目标舱室的顺序依次分析计算提出一种船舶舱室噪声经验预报方法。该方法把设备产生的结构噪声和空气噪声按各自传播路径分别求解,最后在目标舱室结合统计房间声学合成总声压级。该方法可以在设计初期仅有总布置图的情况下进行噪声预报,不需要详细的结构、轮机以及舾装等图纸。通过计算某客货船的典型舱室声压级并和试航实测数据进行比较,验证了该方法的工程实用价值。     

舰船机舱油雾浓度测试研究

本文采用计重法和气相色谱/质谱联用法对舰船机舱不同存在形态的油雾污染物进行浓度测试.结果表明:直通舱室的冒气口是舰船机舱油雾污染的主要来源,虽然油雾净化装置的净化效率高(90%以上),使舱室环境的油雾浓度保持在较低浓度水平(1.6~3.1 mg/m3),但机舱的空气质量状况与船员对于空气品质的要求还有较大差距.因此建议加强对油雾的排放控制,增强净化装置的处理能力,同时继续开展对机舱油雾的深化研究,切实改善和提高舱室的空气质量.     

模糊专家系统的连锁失效方法及在船舶消防中的应用

本文提出了一种基于模糊专家系统的连锁性失效测评方法,建立了基于该系统的连锁性失效测评指标,该方法不同于以往故障树方法的静态性,具有实时动态性,根据不同的输入参数,能够给出不同的决策结果,更能满足实际的需要。文章以船舶火灾自动报警系统为例,对船舶火灾自动报警系统以舱室为单元进行模块化建模,考虑了温度、烟雾浓度、可燃气体浓度,舱室危险度尤其是舱室之间关联信息、报警时间和舱室着火温度三个对连锁失效起重要作用的影响因子,详细设计了模糊规则,确定连锁报警舱室,判定连锁报警等级,得到船舶舱室消防系统单元连锁性失效路径。仿真结果说明了该方法的准确性与有效性,表明测评结果的准确性。最后,通过和故障树方法对比阐述了该方法的优越性。     

基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究

采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis, SEA)对某船螺旋桨轴横振在到舱室中产生的噪声进行了仿真,在图论框架下将SEA系统等效为赋权有向图,求解中高频振动能量传到舱室的主要传递路径。使用偏离算法从赋权图中得到了500条传递权重最大的路径,从而确定螺旋桨振动传递到主机舱和集控室的主要路径。分析结果显示,螺旋桨横振激励主要通过二层甲板的与横舱壁的耦合传递到船首方向的舱室产生噪音,双层底和船壳对振动传递影响较小。在传递路径结构和耦合连接处采取的降噪措施可使集控室的噪声在各频段降低3 dB。