探测性能对攻击型UUV进行目标运动要素解算的影响

针对攻击型UUV独自反舰作战情况下,探测性能对目标运动要素解算的影响问题,综合运用多种目标运动要素解算模型,通过仿真计算,对探测性能中的方位误差和探测距离进行了分析。研究结果表明,方位误差应控制在1.2°以内,被动探测距离应大于50链,对开展有关攻击型UUV的性能论证工作有很好的参考价值。     

基于"当前"统计模型的机动目标运动要素解算

在避碰过程中,舰船一般处于机动状态.因而,对机动目标运动要素解算的精度直接影响到避碰的效果.通过对多种模型的比较,选用了"当前"统计模型,"当前"统计模型相对于其他模型能够更为真实地反映目标的机动变化.仿真结果表明,此算法收敛迅速并有较高精度,其解算所得的目标运动要素能够满足舰船避碰等实用要求.     

用GPS导航仪测定舰船运动要素

本文从使用角度出发,分析了测定舰船运动要素的现状。GPS系统具有高定位精度,可连续定位且使用方便,已愈来愈受到广大用户广泛重视。本文介绍的测定舰船运动要素的一种新方法就是其中的一种应用。用这种方法测定舰船运动要素的优点是:方便、准确、简单易行,并能适用于各种舰船。本文最后介绍了作者用GPS导航仪实船测定运动要素的情况。     

基于惯导解算与数字滤波的舰船振荡运动的分离研究

舰船在风浪激励或（和）其它因素的作用下产生六自由度的随机摇荡运动,而摇荡运动将降低舰载武器的打击精度。针对该问题,论文在捷联惯导（SINS）导航解算的基础上,提出了数字滤波的舰船振荡运动分离方法,以实时分离舰船振荡运动,并实时修正舰载武器的运动轨迹,提高其打击精度。由于惯性导航系统为避免加速度对平台跟踪地垂线的干扰而自然形成舒勒振荡,此振荡必然会引入舰船运动的导航解算结果中,因此为提取出瞬时运动,引入数字高通滤波器消除舒勒振荡。论文给出了瞬时运动定义及滤波器的实现方法,仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种改进的基于GPS某型舰船姿态解算算法

载波相位GPS测姿实施中,其姿态解算是核心技术之一,目前有多种姿态解算算法,其中对于单基线姿态测量,直接算法因具有原理简单、计算速度快、实时性好等特点被广泛应用。但在舰船测姿实施中,对姿态角的测量会产生一定的误差。采用直接算法在解算中没有对粗大误差和GPS信号缺失进行处理,使得解算结果误差较大。因此提出一种改进的舰船姿态解算算法即基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法。建立航向角和纵摇角的解算模型,从理论上推导了基线越长,航向角测量精度越高;航向角的解算精度比纵摇角的解算精度高;基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法的解算精度比直接法的解算精度高。通过仿真实验,对上述推理进行验证,航向角的解算精度比纵摇角的结算精度高出一个数量级;改进算法的解算精度比直接算法的解算精度高出一个数量级。     

基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统

利用运动姿态监测结果为舰船可靠航行提供决策依据。为此,设计了基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统。系统设施层中,利用MEMS陀螺仪芯片与3轴MEMS加速度计采集舰船运动姿态信息,并将所采集信息传送至业务逻辑层;业务逻辑层利用控制子层和管理子层为用户提供姿态数据监测服务;控制子层中的姿态解算模块,依据传感器信息采集结果,利用卡尔曼滤波算法解算舰船运动姿态信息。基于此,利用Bootstrap的前端开发框架,通过viewport元数据标签完成前端UI设计,为用户提供可视化的人机交互界面,将姿态解算结果利用用户界面层为用户展示。测试结果表明,该系统对舰船航行运动姿态的监测结果与实际结果极为接近,适用于实际工作。     

基于灰色系统理论对舰船方位变化规律的分析

舰船方位序列是一种带有灰色信息的时间序列，灰色系统理论是处理灰色信息的有力武器。本文将灰色系统理论灵活应用到舰船目标纯方位定位和要素解算领域，解决了传统的困扰解算目标运动要素的一些难点；提出了一些新的概念和方法，如目标方位序列集的概念和采用以某一方位为间隔的各方位区间的方位值数量作为灰色聚类中的灰聚类因子的方法，既可以有效区分不同方位序列集的分类，还能据此反演得到目标速度、航向以及位置信息的大概范围。     

舰船运动要素测量的误差分析

此文将传统的舰船运动要素测定方法与采用DGPS的测量方法进行了比较，并对其测量误差作了分析。结果表明，采用DGPS是代替传统方法测量舰船运动要素的有效途径。     

尾流自导鱼雷射击诸元解算模型优化研究

通过对舰船尾流和尾流自导鱼雷导引机制的研究,讨论了尾流自导鱼雷射击瞄点选择的依据和方法.分析原有模型的不足,建立了新的尾流自导鱼雷攻击解算模型.新模型修正了原有模型因简化和近似而造成的误差,使计算结果更加精确,并首次采用迭代的方法进行求解,通过实例验证了模型及解算方法的正确性.该成果对提高尾流自导鱼雷的作战使用效能,具有十分重要的指导意义.     

基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法

在分析直升机在天空飞行序列图像特点的基础上，提出了基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法。该方法通过对图像进行高通滤波预处理，获得运动目标的特征图像，用特征图像来求解运动目标的光流，用光流对运动区域进行分割，获得运动区域的中心和半径，以该中心和半径的圆作为初始水平集曲线，以光流速度作为曲线演化的外力修改Chan and Vese模型，用改进后的模型对图像进行分割。实验证明，用本文方法能够快速、准确地自动跟踪运动目标。     

Evaluation of added resistance in regular incident waves by computational fluid dynamics motion simulation using an overlapping grid system

A computational fluid dynamics simulation method called WISDAM-X was developed to evaluate the added resistance of ships in waves. The Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) equation was solved by the finite-volume method and a MAC-type solution algorithm. An overlapping grid system was employed to implement rigorous wave generation, the interactions of ships with incident waves, and the resultant ship motions. The motion of the ship is simultaneously solved by combining the solution of the motion of the ship with the solution of the flow about the ship. The free surface is captured by treatment by the density-function method. The accuracy of WISDAM-X is examined by a comparison with experimental data from a container carrier hull form, and shows a fairly good agreement with respect to ship motion and added resistance. Simulations were also conducted for a bow-form series of a medium-speed tanker to examine the effectiveness of the WISDAM-X method as a design tool for a hull form with a smaller resistance in waves. It was confirmed that the WISDAM-X method can evaluate the added resistance with sufficient relative accuracy and can be used as a design tool for ships.     

6自由度船舶运动模拟系统

介绍了６自由度船舶运动模拟系统的研制概况及其工作原理。该系统的主要功能是模拟船舶在海浪上的运动状态，可为船舶及船用设备进行动态可靠性的研究提供一种新的实验研究方法。     

流固耦合振动的组合模态综合法

本文提出了流固耦合振动一种新的计算方法——组合模态综合法。该方法建立在流体-固体有限元组成的杂交子结构模型基础上.对流体子结构采用约束模态(静力变换模态),同固体子结构的两种模态——模综超元法中的动力变换模态和Craig的固定界面模态进行组合,以组合模态作为广义坐标对流固杂交子结构的运动方程进行变换获得两种形式的计算方法。本方法中采用了先装配流体子结构后装配固体子结构的技巧,从而消除了流体元的全部自由度和固体子结构的全部内自由度,仅保留固体子结构对接边界自由度,使最后计算特征值的矩阵阶数保持与结构中的模态综合超单元法及Craig法的阶数完全相同,大大减少了计算机时。 通过曲弯曲板元和平面膜元的组合板元构成的立体方盒结构以及三维矩形有限元的流固耦合振动计算,获得了与P.C.Chowdhury用整体有限元计算及光测实验一致的数值结果。     

PIV velocity field measurements of flow around a KRISO 3600TEU container ship model

The main purpose of this investigation was to demonstrate a useful application of the particle image velocimetry (PIV) method to analyze the complex flow characteristics around a ship. For a sample illustration, the KRISO 3600TEU container ship model was chosen. The flow structure in the stern and near-wake region of the model has been investigated experimentally in a circulating water channel. Instantaneous velocity fields measured by the PIV velocity field measurement technique have been ensemble-averaged to give details of flow structures such as the spatial distributions of the local mean velocity, vorticity, and turbulent kinetic energy. The free-stream velocity was fixed at U _o = 0.6m/s, and the corresponding Reynolds number based on the length between perpendiculars was about 9.0 × 10⁵. The container ship model shows a complicated three-dimensional flow structure in the stern and near-wake regions. The PIV results clearly revealed the formation of large-scale bilge vortices in the stern region and their effect on the flow in the near-wake. The results shown here provide valuable information for hull form design and the validation of viscous ship flow codes and of turbulence models.     

船舶碰撞运动的滞后特性

船舶碰撞过程中，被撞船的刚体运动较之碰撞区的局部损伤变形而言，存在一定程度的滞后效应。本文从理论分析和数值仿真两个方面对该滞后现象进行了研究。研究结果表明：被撞船的运动滞后与撞击速度有重要关系；在高速撞击时，船舶碰撞的内、外部机理计算可相对独立地进行，而不会引起明显的分析误差。     

Full six degrees of freedom coupled dynamic simulation of ship collision and grounding accidents

By taking advantage of the user-defined load subroutine (loadud) and the user common subroutine (usercomm) in LS-DYNA, the authors proposed a new coupled approach for simultaneously calculating structural damage and the planar 3DOF ship motions in ship collisions. The coupled procedure aimed at predicting the detailed structural damage together with reasonable global ship motions. This paper extends the method to consider the full 6DOF ship motions; thus, ship collision as well as grounding accidents can be properly handled. This method is particularly useful for design purposes because the detailed ship hull profile is not needed.A traditional ship maneuvering model is used for the in-plane surge, sway and yaw degrees of freedom with a series of nondimensional coefficients determined from experiments. It is assumed that the out-of-plane degrees of freedom are not coupled with the in-plane ship motions, and there is no coupling among roll, pitch and heave motions. The implementation is verified through free decay tests, and the obtained natural periods show good agreement with theoretical results.Several collision and grounding cases are simulated in which a supply vessel crashes into rigid plates with different orientations. The effects of the roll motion, the heave and pitch motions and the full 6DOF motions are studied. The results are compared with those from a 6DOF decoupled method. Ship motions through the proposed method compare reasonably well with SIMO results. It is found that several consecutive impacts may occur in the simulation of one collision case due to the periodic motions. This is not taken into account in the decoupled method, which makes this method unconservative.     

船舶运动控制的Agent与MAS体系研究与构建

本文在船舶机电设备的智能化控制和协同控制研究基础上，针对船舶运动控制特点，提出了构建子系统个体智能体(Agent)和多智能体系统(MAS)的策略和方法，以此解决船舶多智能设备的自学习和自适应、即插即用、协同控制等问题；并提出了构建船舶运动控制的Agent与心体系的框架和编程要点。     

GPS在船舶航速和计程仪改正率测定中的应用

大型船舶运动性能的测定,采用传统的测速区测速法因受海域水深及环境因素的制约,往往难以实施.船载GPS具有定位精度高的特点,此文给出了利用GPS在宽阔海域测定船舶航速和计程仪改正率的方法及测速精度分析,可供大型船舶测定船舶运动性能时应用.     

便携式自基准天文定位仪

该文介绍了基于两星或三星等多天体定位位原理，运用二维倾斜传感器与测角传感器测量天体瞄准线与水平面之间的天然体高度角，研制出一种新型便携式自基准天文定位仪。并较全面地介绍了该仪器的组成，测量原理、误差及校正等。     

三维RANS方程求解斜航船体粘性绕流

本文在三维船体贴体坐标系下，运用有限解析解法控制方程进行离散，采用压力与速度耦合的改进的SIMPLER计算方法结合标准的k-ε方程湍流模式，数值求解三维RANS方程，对作斜航运动的Wigley船体的粘性绕流场进行了计算，并与他人结果进行了比较，验证了理论计算方法和数值离散技术的可行性和有效性。