智能水下机器人路径规划方法综述

路径规划方法是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现自主航行和作业的关键环节。本文将水下机器人的路径规划方法按智能程度分为传统和智能两大类。传统方法包括基于路线图构建的路径规划方法、基于单元分解的路径规划方法以及基于人工势场的路径规划方法,智能方法包括基于群智能的路径规划方法和基于机器学习的路径规划方法。针对水下机器人规划环境的特点,分别对这几类典型方法进行总结与评价,重点分析了智能方法的优缺点和关键问题,最后展望智能水下机器人路径规划的未来研究方向。     

水下运动目标动态谱特征提取与增强的现状与展望

介绍了国内外关于水下运动目标动态谱特征提取与增强的相关函数与功率谱方法、自适应谱线增强方法、小波变换方法、基于神经网络的方法、混沌动力学与分形理论、高阶统计量方法等主要方法及研究成果,分析了各种方法的主要缺陷,指出了在所有方法中用高阶统计量方法提取与增强运动目标动态谱特征是最值得深入研究的课题。     

基于信息熵的舰船装备建造费组合预测研究

舰船装备建造费的预测方法多种多样,不同的方法体现出不同的特点.针对常用的几种费用预测方法,充分利用不同方法的特点和提供的信息,提出基于信息熵的最优组合预测模型.在建立预测方法评价指标集的基础上,利用信息熵确定了各种方法在组合预测模型中的权重.该方法能处理预测中的不确定性因素,同时综合考虑了各种方法的特点以及预测过程中预测人员主观因素的影响,较为符合舰船装备建造费预测的实际情况.实际应用表明该方法可行,具有实用价值.     

神经网络优化PID舰船发动机自动控制

使用传统舰船发动机控制方法控制时,因其控制参数均为固定设置,无法随发动机参数变化而变化,导致控制方法的响应与实际控制信号出现较大偏差,影响了控制方法的稳定性和灵活性。针对以上问题,研究神经网络优化PID的舰船发动机自动控制方法。构建发动机闭环增益的PID结构后,设计神经网络自动控制器。利用遗传算法对神经网络PID自动控制器参数进行整定,降低控制器响应控制信号时的超调量,完成对舰船发动机控制方法的设计。通过与传统模糊PID控制方法的对比实验,证明了研究的控制方法能够有效降低24.31%的超调量,并且相比传统方法研究的方法的正弦跟随特性更佳,即神经网络优化后的自动控制方法具有更好的稳定性和灵活性。     

波浪中船舶结构惯性力及在数值分析中加载方法研究

用传统与规范方法系统地分析波浪中船舶惯性力的计算,通过比较总结出两种方法的优缺点,传统方法较适合于手工粗略计算,而规范方法更适合于有限元分析平台上的复杂结构计算。同时对ANSYS结构分析中船舶惯性力的加载方法进行探讨,将传统方法和角加速度加载方法作对比,分析和实际计算得出两种方法计算结果基本一致,但角加速度加载方法更为简单直接,避免了许多繁琐的过程。     

空心补偿脉冲发电机气隙磁场计算

空心补偿脉冲发电机励磁绕组采用同心式结构,该电机气隙磁场的计算需要采用场的方法。文中采用两种解析方法和一种数值方法对一台空心脉冲发电机的气隙磁场进行了计算。其中,解析方法包括一种基于平行双导线磁场计算原理和叠加原理的二维方法,另一种是基于平面矩形线圈磁场计算方法和叠加原理的三维方法。数值方法是采用ANSYS有限元计算软件,对电机磁场分布进行计算和绘图。本文提供了三种空心电机磁场的计算方法,得到了磁场分布图和解析表达式。     

系统安全评价方法的研究现状及发展前景

将现阶段系统安全评价方法归纳、汇总,讨论了各种方法的基本原理、优缺点及各方法的技术关键,并论述了系统安全评价方法研究的新进展,为以后在安全评价工作中选择更为合适的评价方法提供依据,同时也总结了选择安全评价的准则及分析了安全评价方法的发展前景。     

基于CLSVOF方法的多介质流运动界面追踪(英文)

根据Level-Set方法和VOF方法各自的优缺点,耦合生成一种Level-Set和VOF的耦合界面追踪方法,简称CLSVOF(Coupled Level Set and Volume Of Fluid Method)方法。CLSVOF方法利用Level-Set函数计算VOF体积份额,克服了VOF方法难以准确计算界面的法向量和曲率的缺点;同时又利用VOF体积份额修正Level-Set函数,克服了Lev-el-Set方法在计算过程中有物理量的损失的缺点。用旋转流场和剪切流场的数值算例验证了CLSVOF方法相比VOF方法提高了运动界面追踪的分辨率,相比Level-Set方法实现了计算过程中的物理量守恒。运用CLSVOF方法数值模拟了两个多介质流运动界面算例,分别是自由剪切层问题和气泡在静止水体中上升问题.对比数值模拟结果与理论分析和实验结果可知CLSVOF方法能精确地追踪多介质流运动界面。     

公路软土地基施工稳定性控制研究

本文对公路软土地基施工期稳定性控制方法进行综述,将稳定性控制方法分为理论方法和基于监测的控制方法两类,将基于监测的控制方法又划分为表征法,经验值法和控制图法。介绍了沉降AGO曲线图法在工程中的应用情况。     

高性能混凝土养护及其发展方向

阐述了高性能混凝土特点及其养护方法,表明单一的传统养护方法不能满足高性能混凝土养护的需要,提出了高性能混凝土养护方法和发展方向,采用复合养护方法是高性能混凝土养护发展方向。     

实用船舶结构疲劳评估方法概要

船舶结构的疲劳评估是船舶力学的主要研究领域之一。本文对常用的船舶结构疲劳评估方法——船级社提出的简化方法、谱分析法、设计波法、断裂力学方法,以及概率S-N曲线和概率断裂力学方法进行了概述。首先分别对每种方法中的关键技术细节进行了较为详细的论述,给出了这些技术细节当前的处理方法及存在的主要问题。最后,对各方法进行了总结和概括,指出了每种方法的优缺点,并给出了每种方法未来的研究重点和发展方向。     

SPH数值模拟中边界处理方法及对比分析

将SPH方法应用于流一固耦合计算中,提出了1种新的直接求解边界压力的方法.并总结了其他4种固定边界处理方法,并详细阐述了不同边界处理方法的优缺点.将该方法与其他两种方法进行了对比,运用此3种直接求解边界压力的方法对静水压力随水深变化情况以及水坝坍塌对结构物的冲击压力进行了计算.数值模拟结果表明,3种方法在处理固定边界条件上都是行之有效的.     

Research developments in numerical methods of fluid-structure interactions in naval architecture and ocean engineering北大核心CSCD

流固耦合问题较为复杂,通常难以通过理论推导求得,而数值模拟则能提供一种有效的解决方案,并被广泛用于船舶与海洋工程领域。流固耦合数值方法根据其网格离散方式,可以分为贴体网格方法、非贴体网格方法、重叠网格方法和粒子类方法 4类,对这4类方法的特点及研究进展进行概述并总结得出:贴体网格方法和重叠网格方法均能精确捕捉界面的变形和演化,适合高雷诺数流动问题,在考虑结构变形时一般采用贴体网格方法,而考虑复杂几何形状的刚体运动时则常采用重叠网格方法;非贴体网格方法能够避免网格的更新操作,使计算较为简单,目前多用于模拟流动控制、水下柔性仿生航行器的研发以及多体运动干扰等问题;粒子类方法因其固有的拉格朗日属性,在模拟涉及自由液面剧烈变形、砰击、爆炸等强非线性流固耦合问题中发挥着重要作用。不同的流固耦合问题属性决定了不同方法的适用性,如何选取适合的数值方法,同时结合各类方法的优势开发新的计算方法以应对更为复杂的问题,是流固耦合算法开发的重要发展方向。     

一种新的图像处理实验设计方法

数字图像处理的应用范围越来越广泛,其处理过程分为多步,每个步骤中有多种图像处理方法可以选择.数字图像处理中每步图像处理算法的选择是保证图像处理质量的关键,焊接机器人视觉跟踪系统中图像处理方法的选择直接影响到焊接的效率与质量.通过研究图像处理方法选择的实验设计方案,采用数理统计中正交实验的方法将各种图像处理方法结合起来.正交实验的方法在图像处理过程中的运用为图像处理方法的选择以及几种图像处理方法的组合提供了理论依据,并且采用这种方法可以通过最少的工作量找到最佳的图像处理方案,体现了理论与实践的结合.     

船用汽轮发电机间歇性异常传动自动检测方法

基于ADRE3网络系统的自动检测方法性能低,为此提出船用汽轮发电机间歇性异常传动自动检测方法。运用阶比重采样方法,剔除发电机间歇性异常传动奇异点,再利用数字信号处理技术,构建自动检测模型,实现发电机异常传动自动检测。为提高自动检测方法的可理解性,引进虚拟现实技术,让用户在虚拟检测界面上自动检测发电机的运行状态。最后,设置对比实验,测试所提方法与基于ADRE3网络系统的自动检测方法对于发电机间歇性异常传动的自动检测性能。实验结果显示,所提方法所呈现的异常状态与图4异常模式定义相符,而基于ADRE3网络系统的自动检测方法所呈现的是正常状态模式。由此可知,所提方法性能更好。     

港口码头大型接卸船舶物流调度方法

针对传统船舶物流调度方法物流运营收益较低的问题,提出一种港口码头大型接卸船舶物流调度方法,对大型接卸船舶泊位资源进行配置,通过设置物流调度条件,建立港口码头大型接卸船舶物流调度模型,利用模拟迭代算法对模型进行求解,实现港口码头大型接卸船舶的物流调度,为了证明该方法的物流运营收益较高,将该方法与基于局部最优解的船舶物流调度方法、基于可能域的船舶物流调度方法、基于改善算法的船舶物流调度方法进行对比实验,结果证明该方法的物流运营收益最高,说明该方法最适用于大型接卸船舶的物流调度。     

数字化船型设计方法

从数字化设计观点阐述了船型设计方法,包括船体线框模型和船体曲面模型设计方法.其中,船体曲面模型设计方法又可以分为船体直接曲面模型和船体线框曲面模型设计方法.分析了各种方法的优缺点.     

边坡生物工程防护方法研究

系统详细的研究了边坡生物工程防护的主要方法,对各种方法的适应范围和优缺点进行了简略说明。比较了四种防护方法,为坡面防护方法的选择提供了一定依据。     

基于SPS-SPH方法的自由表面流动数值模拟

SPS-SPH方法是为了克服经典SPH方法中人工粘性过于分散的缺点,以及克服改进的SPH方法中层流粘性不能准确捕捉湍流流体运动的不足。该方法借鉴大涡模拟方法的思想提出了一个亚粒子尺度(Sub-Particle Scale,简称SPS)涡粘性项并将它附加在Morris的层流粘性项之后。分别采用SPS-SPH方法和经典SPH方法对2D溃坝问题进行数值模拟并与实验数据进行了比较,结果表明,SPS-SPH方法的计算结果比经典SPH方法更加接近实验结果,该方法合理可靠,能够应用于数值模拟自由表面流动的相关问题。将SPS-SPH方法进一步运用于求解二维和三维典型自由表面流动问题,计算结果表明,SPS-SPH方法对于自由表面流动的数值模拟问题具有较高的精确度,对解决此类问题有较大的参考价值。     

船舶碰撞损伤风险分析方法及应用

提出一套基于概率分析和损伤机理的船舶碰撞损伤风险分析方法,该方法采用船舶碰撞外部动力学三维解析方法、内部动力学简化解析方法以及Monte Carlo模拟。通过分析船舶发生碰撞的概率因素,分析某艘船舶发生碰撞并且产生结构损伤的概率;通过与规范衡准进行比较,判断船体结构设计的耐撞性能。以某型大型油轮为例,利用所提出的方法进行耐撞性计算,结果表明该方法可以为基于风险分析的船舶耐撞性设计方法提供技术支持。