暗室静区反射电平计算中的波束修正模型

计算微波暗室静区反射电平时，常采用点源发射模型模拟天线的特性，它适用于低频段或方向性差的天线。但在微波频段，由于天线有较强的方向性而不宜采用点源发射模型。采用菲涅尔一基尔霍夫绕射理论导出了适用微波频段的发射模型，并通过分析讨论指出，计算暗室的静区反射电平时，采用该模型较之点源发射模型而言将更接近实际。     

暗室静区反射电平计算中的波束修正模型

在微波暗室静区反射电平计算时常采用点源发射模型模拟天线的特性，它适用于低频段或方向性差的天线。但在微波频段，由于天线有较强的方向性而不宜采用点源发射模型。采用菲涅尔一基尔霍夫绕射理论导出了适用微波频段的发射模型。通过分析讨论指出，在暗室的静区反射电平计算时，采用该模型较之点源发射模型而言将更接近实际。     

船舶上层建筑舱室噪声灰色预测

本文基于灰色系统理论,以5618箱集装箱船为母型船,利用灰关联分析法,分别确定了影响船舶上层建筑甲板平均噪声和各甲板舱室噪声的主要因素;采用非等间隔GM(1,1)建模的方法,分别建立上层建筑甲板平均噪声模型和各甲板舱室相对于甲板平均噪声的差值的模型,通过将两个模型的预测值求和来求得最终的上层建筑舱室噪声预测值.应用此模型对4100箱集装箱船上层建筑舱室噪声进行了预测,预测结果表明,用灰色预测方法对复杂的船舶上层建筑舱室的噪声进行预测是可行的,不仅能考虑多个因素的影响,而且具有样本少、预测快、精度较高等优点,尤其是在船舶开发设计的初期,较其它方法具有明显的优越性.     

集装箱船在波浪下的结构动态崩溃数值仿真研究

船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃.文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体的波浪载荷,采用非线性有限元计法计算结构的崩溃响应,实现波浪载荷由水动力模型至有限元模型的映射,以典型...     

考虑系统延时的无人船路径跟踪控制

针对无人船因控制系统延时而导致的路径跟踪性能退化,提出计及系统延时的路径跟踪控制策略,并设计了基于模型预测控制算法的双层路径跟踪控制器。基于线性模型预测控制算法,设计了USV运动学控制器,以此减小无人船路径跟踪偏差并得到期望速度。将系统延时处理为一阶系统,并将其和无人船的动力学模型耦合。基于非线性模型预测控制,设计了USV动力学控制器,用于响应无人船的期望速度。数值仿真结果表明,在存在系统延时的仿真环境中,论文提出的针对控制系统延时的处理策略可减小无人船的路径跟踪偏差和改善控制形态输入的平顺性。     

舱室损伤仿真预报系统研究

研究了舱室损伤仿真预报系统的总体构成,分析了该系统中,数据库和模型库的数据表结构,建立了舱室的舱壁和甲板模型,再利用射线分析方法,研究了破片对于舱壁或甲板的穿透原理,构建了计算模型.最后利用VB仿真平台,对破片对舱室的损伤情况进行了初步仿真,为整个舰艇的仿真预报奠定了模型基础.     

1700TEU集装箱船甲板舱口角隅疲劳强度评估

在消化吸收德国劳氏船级社（GL）规范的基础上,对沪东造船厂建造的1700TEU集装箱船大开口甲板舱口角隅进行了疲劳强度分析和评估,并讨论了主要参数对采用简化疲劳强度评估方法所得到的评估结果的影响。计算结果表明,该方法对集装箱船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

航母甲板侵彻效应的数值仿真模型研究

采用数值仿真方法,建立半穿甲战斗部对航母甲板侵彻效应的数值仿真计算模型;确定了材料模型及参数;结合相关试验数据对模型进行验证。结果表明,在选取的6个正侵彻算例和3个斜侵彻算例中,弹丸穿过靶板后的剩余速度与相关参考文献中的相应实验测定值之间的最大相对误差和平均相对误差分别为6.81%和2.37%,且计算得到的破坏模式与实验结果相一致,验证了模型的有效性。该模型可应用于半穿甲战斗部侵彻航母甲板的毁伤效应研究。     

大型集装箱船高强度厚钢甲板安全寿命评估方法

疲劳是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一.高强度钢的应用使得结构的疲劳问题更加突出.对于采用以高强度厚钢板为甲板的大型集装箱船来说,有必要进行高强度厚钢板的焊接缺陷部位安全寿命评估方法研究.以应力范围的长期分布服从两参数Weibull分布的随机载荷为疲劳载荷,裂纹扩展率采用单一曲线模型预报裂纹在任意时刻的尺寸,结合应力强度因子并参考应力计算方法和失效评估图技术提出一套计算集装箱船高强度钢厚钢板安全寿命评估的方法.通过编制计算程序,对某集装箱船甲板进行安全寿命计算.最后,分析疲劳载荷谱对安全寿命的影响.计算结果表明：载荷回复期的长短和Weibull分布的形状参数的取值都会极大影响结构疲劳安全寿命.     

集装箱船结构动力学分析

以某3 100 TEU巴拿马型集装箱船为例,建立集装箱船体全船结构三维有限元动力学分析的计算模型,对船体结构进行实特征值、有阻尼瞬态响应的计算分析;采用Lanczos方法计算特征值;采用模态方法进行瞬态响应分析.分析结果表明,该船在运营过程中容易出现扭转振动,需要对驾驶甲板的侧翼结构进行修改设计,但其振动强度在总体上是...     

舰载机典型调运方案推演与时序优化

[目的]为提高舰载机甲板调运效率,开展舰载机调运路径与时序的快速规划研究.[方法]建立一种基于网络拓扑结构的调运路径快速规划方法,引入舰载机运动模型和轨迹跟踪控制方法,建立仿真推演模型.以典型出动回收作业为例探讨舰载机调运约束条件、调运原则以及优化目标,提出一种调运时序快速优化方法.[结果]仿真推演结果显示,优化算法可...     

基于最小二乘法的欠驱动水面船舶模型预测控制

针对欠驱动水面船舶轨迹跟踪控制问题,根据模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）原理,提出一种基于参数化模型的非线性模型预测控制（Parameterized Model – Nonlinear Model Predictive Control,PM-NMPC）方法。采用最小二乘法对船舶的参数化模型进行辨识,设计PM-NMPC控制器。对环境干扰下的某集装箱船艏向角控制和轨迹跟踪进行试验,验证控制算法的有效性,并将该控制器与比例积分微分控制器（Proportional plus Integral plus Derivative controller,PID controller）进行对比。仿真结果表明,PM-NMPC控制器轨迹跟踪效果更好,对未知干扰具有更强的稳健性。     

多用途船甲板舱口角隅疲劳强度分析

以5 000 DWT多用途船为例,按照中国船级社《集装箱船结构强度直接计算指南》对多用途船的甲板舱口角隅局部结构进行了疲劳强度评估。基于设计波法对多用途船的载荷进行长期预报并确定设计波参数,利用有限元软件MSC.Patran建立了有限元模型,对12个设计波下的有限元模型进行了分析。计算结果表明,本方法对多用途船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究

现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法存在计算量大、预测精准度差的缺陷,为此进行船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究。为提升无线传感器网络丢失节点预测精准度,搭建无线传感器网络节点模型,建立网络节点隶属度向量。以此为基础,依据节点运动状态特点,计算丢失节点偏转方向,以得到的丢失节点偏转方向信息为依据,采用A-USVC算法预测丢失节点位置,实现船舶机舱无线传感器网络丢失节点的预测。仿真实验结果显示,与现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法相比,提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法极大降低了计算量,提高了预测精准度,充分说明提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法具备更好的预测效果。     

一种无人驾驶汽车差动转向路径跟踪控制器研究

论文研究了基于差动转向的四轮独立驱动(FWIA)无人驾驶汽车(AGV)的路径跟踪问题。通过差动驱动同轴的左右车轮产生差动力矩,这一差动力矩可以统迫使车轮绕着各自的主销转动,这一转向方式被称为差动转向。基于模型预测控制(MPC)设计路径跟踪控制器计算出所需的差动力矩,在完成路径跟踪任务的同时确保车辆的稳定性。期望的横摆角速度考虑了路径跟踪误差,将路径跟踪问题转化成了车辆稳定性问题。通过CarSim-Simulink联合仿真,验证了差动转向的可行性以及路径跟踪控制器的控制效果。     

基于疲劳强度的舰船甲板支撑结构设计方法

舰船甲板支撑结构在受到高强度的海水和载重的压力作用时,容易产生断裂,为了提高舰船甲板支撑结构的抗压强度,提出一种基于疲劳强度优化的舰船甲板支撑结构设计方法。构建舰船甲板支撑结构的疲劳应力分布和屈服响应模型,采用有限元分析方法进行舰船甲板支撑结构的断裂行为评估和抗压能力预测,构建舰船甲板的机械荷载力学方程,通过对方程的优化求解得到满足最大疲劳强度和承载能力的应力系数,以此指导舰船甲板支撑结构设计。仿真测试结果表明,采用该方法进行舰船甲板支撑结构设计能提高支撑结构的载荷,疲劳应力强度得到提升。     

集装箱船LoRa无线网络控制策略的设计及优化

为落实国家的数字交通十四五发展规划，船舶行业的数字化转型迫在眉睫。由于集装箱船钢制结构的特性，常规物联网(The Internet of Thing, IoT)无线通信技术难以保证通信网络的稳定性和可靠性，并且在规模、网络吞吐量等方面存在限制，选取抗干扰性强、可扩展性好和功耗低覆盖广的LoRa技术作为集装箱船无线网络的通信技术，并对LoRaWAN中的自适应数据速率(Adaptive Data Rate, ADR)算法的问题进行深入分析，解决无线网络因大规模节点部署而造成的数据碰撞、功耗高问题；使用NS-3仿真工具并调用LoRaWAN模块，实现基于ADR算法的LoRa无线网络仿真模拟；参照21 000 TEU集装箱船的技术资料得到船舶场景下的网络配置参数，对LoRaWAN仿真模型进行有效修正。通过仿真测试计算，得到在3 000个冷箱情况下LoRaWAN网络的数据包投递率(Packet Delivery Ratio,R_PD)为0.85,其平均功耗为350 mJ。相比于其他控制策略，使用ADR算法的控制策略的网络性能有显著提升，证明该算法在集装箱船场景下的可靠性和稳定性...     

共形FDTD网格剖分方法及其在舰船电磁环境效应仿真中的应用

对于时域有限差分(FDTD)数值仿真方法,网格生成是其重要前处理过程。大部分商业模型都使用三角形面片描述其结构,而FDTD必须使用六面体网格,因此必须使用合适的剖分算法将模型结构对齐到FDTD的计算区域。而目前基于原点探测的传统网格生成算法存在效率和精度等若干问题。基于射线追踪原理,通过检测网格射线族和三角形面片模型间的交点位置,求解模型结构和FDTD元胞之间的位置关系,从而可高效、精确生成FDTD仿真算法必须的网格信息,并通过进一步应用多方向射线追踪方法,解决特殊模型结构可能导致部分模型的剖分信息不完整的问题。最后,通过将该剖分方法应用于带有战斗机的航母飞行甲板模型,并结合高阶共形FDTD方法,成功预测其在高功率电磁脉冲下的表面电流分布问题。     

船舶甲板结构稳定性试验及改进设计

为研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口结构的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件Abaqus对该模型的屈曲破坏过程进行数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好。在此基础上,根据甲板结构屈曲失效的诱因,设计5种改进设计方案,并使用经试验验证的有限元仿真计算方法对各种改进方案进行分析,选出最佳方案。本文工作为船舶甲板结构稳定性设计提供了一定的参考依据。     

基于支持向量机的集装箱船航次配箱量的预测方法

集装箱船航次配箱量预测对集装箱码头管理和集装箱船配载具有重要意义。首先利用支持向量机(SVM)理论建立非线性回归模型,然后分析影响航次配箱量的因素,利用历史数据作为学习预测的样本,用训练好的回归模型对新的数据进行预测。实际计算结果表明:同BP神经网络预测模型相比,该预测模型具有良好的泛化能力及准确的预测结果。