基于无网格方法的复合材料层合板固有频率及特征值灵敏度分析

文章基于无网格法和弹性力学Hamilton正则方程,研究了复合材料层合板固有频率和特征值灵敏度分析问题。首先,结合径向基插值函数和修正后的H-R变分原理,推导了Hamilton正则方程的无网格列式。然后,以Multiquadric(MQ)、Gaussian(EXP)和薄板样条(TPS)为基函数,计算了复合材料层合板的固有频率及其特征值的灵敏度系数。文中的工作使得无网格法的优越性与弹性力学Hamilton正则方程的半解析法得到了有机的结合,为Hamilton正则方程提出了一种新的特征值灵敏度分析方法。     

面向海洋平台支持船的阻力组合近似模型构建

为了获得更为精确合理的近似模型,在多项式响应面、RBF径向基函数和Kriging三种单一近似模型的基础上构建组合近似模型以实现响应拟合,并以数值函数为例验证组合近似模型的准确性与适用性。以海洋平台支持船的总阻力为研究对象,采用多种试验分析方法进行取样,根据样本点及阻力响应值完成了组合近似模型的构建,并与模型试验及其单一近似模型进行对比分析。研究结果表明：与单一近似模型相比,组合近似模型所得的阻力响应值更接近模型试验结果,能够有效提高计算精度与设计效率,在海洋平台支持船的初步设计中具有较大的应用价值。     

多学科优化中的近似模型及其在艇体结构优化中的应用

近似技术是多学科设计优化关键技术之一。系统介绍多学科设计优化中常用的3种近似模型:响应面模型(Response Surface Methodology,RSM)、Kriging模型、径向基函数(Radical Basis Function,RBF)模型。对比分析3类近似模型在典型数学函数不同维度下的拟合性能。结果表明,Kriging模型的综合拟合性能最优,RBF模型次之,RSM拟合性能不佳。在此基础上,通过拉丁超立方试验设计选取样本点,基于Kriging模型构造潜艇平行舯体某舱段耐压壳体结构响应的近似模型,应用粒子群优化算法完成了耐压壳体结构轻量化设计。最优化设计方案质量较初始方案减少了11.99%。     

时域有限水深格林函数及其导数的数值计算

精确快速地求取有限水深格林函数及它的导数是应用时域法求解有限水深水动力学问题的关键.通过对有限水深格林函数在不同区域渐近特性的分析,给出了使用多维Chebyshev多项式和渐近展开式快速近似计算有限水深格林函数及它的导数的方法.近似方法与直接积分方法的比较表明近似方法的计算工作量大幅减少,可以给出足够精度的计算结果.     

一种离散化方法及其在船台等弹性地基板中的应用

介绍一种离散化方法，该法通过引入满足边界条件的正交形函数，将目前用地梁，杆等一维结构系统的离散元法（ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）扩展应用于薄板结构系统的分析。通过对某船厂斜坡船台船台板的计算，其结果与常用的近似梁法。有限差分法及有限元法的计算结果进行了比较。     

用MATLAB的特征值函数计算载流管系的振动模态

运用Matlab工具箱中提供的两个计算特征值的函数EIG和EIGS,结合载流管系运动方程的特点,提出了一个用函数EIG和EIGS求解非比例阻尼系统特征值的方法,实践证明该方法快捷有效,为问题的解决开辟了一条捷径。     

两种材料中界面裂纹能量释放率的仿真研究及与单一材料裂纹比较

针对两种材料界面裂纹,采用弹性断裂理论和复变函数理论建立计算模型.用能量释放率来描述裂纹的扩展情况,并根据界面裂纹能量释放率解析计算方法对不同的材料性质和外荷载,以及不同的板厚度对裂纹扩展时的能量释放率进行了仿真分析,得到了能量释放率和两种材料的弹性模量、外荷载及板的厚度之间的关系变化的曲线.并对界面裂纹和单一材料裂纹的情况进行了分析和比较.     

用MATLAB的特征值函数计算载流管系的振动模态

运用Matlab工具箱中提供的两个计算特征值的函数EIG和EIGS,结合载流管系运动方程的特点,提出了一个用函数EIG和EIGS求解比例阻尼系统特征值的方法,实践证明该方法快捷有效,为问题的解决开辟了一条捷径。     

基于RBF神经网络的人工海床多目标优化

以人工海床（AS）为研究对象，针对传统设计方法存在周期长、成本高以及难以解决复杂系统工程优化设计等问题，提出一种AS多目标优化策略。推导AS质量和稳心高的计算公式，建立一种基于径向基函数（RBF）神经网络的近似模型，代替通过数值模拟计算的拖曳力。结合NSGA-Ⅱ算法，以AS拖曳力、质量和稳心高为优化目标，以主尺度为设计变量，以结构强度和关键性能指标为约束条件，得到AS优化方案。结果表明：在满足预测精度条件下，RBF神经网络提高了计算效率。优化后AS的质量，最大减幅达17.0%，同时水动力性能和稳性性能较优化前均有提高。通过对AS优化结果的分析，验证了AS多目标优化策略的可行性。     

基于模糊RBF神经网络的辐射源识别

针对模糊识别系统的不足,为了提高辐射源识别系统的识别正确率,构建了基于模糊RBF神经网络的辐射源识别系统,提出了一种等价型模糊RBF神经网络的结构和学习算法,采用五层神经网络结构来实现模糊系统的模糊化和规则推理,神经网络的所有节点和参数对应了模糊系统的隶属函数和推理过程.在仿真实验中,分别采用模糊识别系统、并联型模糊RBF神经网络、结构等价型模糊RBF神经网络进行辐射源识别,给出了三种算法在相同噪声环境下的仿真结果,表明等价型模糊RBF效神经网络有较高的正确识别率,具有更强的抗干扰能力,但运算量相对较大.     

Application of dual reciprocity boundary element method to predict acoustic attenuation characteristics of marine engine exhaust silencers

In marine engine exhaust silencing systems, the presence of exhaust gas flow influences the sound propagation inside the systems and the acoustic attenuation performance of silencers. In order to investigate the effects of three-dimensional gas flow and acoustic damping on the acoustic attenuation characteristics of marine engine exhaust silencers, a dual reciprocity boundary element method （DRBEM） was developed. The acoustic governing equation in three-dimensional potential flow was derived first, and then the DRBEM numerical procedure is given. Compared to the conventional boundary element method （CBEM）, the DRBEM considers the second order terms of flow Mach number in the acoustic governing equation, so it is suitable for the cases with higher Mach number subsonic flow. For complex exhaust silencers, it is difficult to apply the single-domain boundary element method, so a substructure approach based on the dual reciprocity boundary element method is presented. The experiments for measuring transmission loss of silencers are conducted, and the experimental setup and measurements are explained. The transmission loss of a single expansion chamber silencer with extended inlet and outlet were predicted by DRBEM and compared with the measurements. The good agreements between predictions and measurements are observed, which demonstrated that the derived acoustic governing equation and the DRBEM numerical procedure in the present study are correct.     

基于阻力和伴流不均匀度的多用途船型线优化

为探究多用途船首尾型线变化对船舶水动力性能的影响,采用RBF(Radial Basis Functions)曲面变形方法分别对多用途船首尾型线进行变换,使用优化拉丁超立方法设计计算样本,引入Kriging近似模型解决传统CFD计算耗时的问题。在此基础上,以船舶的阻力性能以及桨盘面伴流不均匀度作为优化目标,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)完成整个型线优化流程。计算结果表明,对于该多用途船,船首形状朝V型发展有利于减小兴波阻力,船尾的V型横剖面在接近推进器处逐渐向U型转变,可以在获得更均匀伴流场的同时对阻力性能影响较小。     

径向基神经网络的构造理论

通过对径向基神经网络的研究,提出了径向基神经网络的构造性理论及其构造算法。在给定函数及其允许误差的条件下,运用本算法能够构造几乎最少隐节点数的径向基神经网络。     

高阶CMAC神经网络及其在水下机器人运动控制中的应用

对高阶ＣＭＡＣ神经网络的结构和工作原理进行了研究,提出了中间层作用函数地址的计算方法,给出了计算高阶基函数的不同方法,利用高阶ＭＣＡＣ神经网络对水下机器人模糊深度控制器进行了学习,仿真结果显示了不同高阶基函数ＭＣＡＣ网络的不同建模能力,证明了中间层作用函数地址的计算方法正确。     

基于B样条的三维船体水动力数值计算

本文采用基于B样条的一种新的数值方法计算三维船体水动力，用B样条函数表达三维船体表面的几何形状以及流场中未知物理量的分布，为了验证该数值方法的可行性和精确度首先对处于无限流体域中的圆球体绕流问题进行了计算；其次计算了由ITTC所推荐的Wigley船型的兴波阻力以及以一攻角斜航时的操纵水动力；最后在一些假设下对两船作平行航行时的干扰水动力作了相应计算工作。数值计算结果与其它试验或理论结果在定量或定性上吻合良好。     

Nuclear power plant fault diagnosis based on genetic-RBF neural network

1 Introduction1 Nuclear power plant is a kind of complicated large-scale system, and the fault mechanism and reason are very complex either. Generally, the fault has no obvious relation with omen. Besides, there are also large quantities of uncertainties.…     

基于径向基神经网络的舰艇空间磁场延拓

针对目前线性化方法解决舰船空间磁场之间推算时存在的困难,论文从智能优化的角度出发,建立了舰艇空间磁场之间的径向基神经网络预报模型.该方法避免了利用线性化方法存在的诸多困难,即可实现舰艇空间磁场的换算,并利用船模实验验证了网络预测的准确性,换算精度较高,满足工程实际需求.     

吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的试验研究

为考察吸声尖劈对船舶声纳平台水下声学环境的影响,开展了吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的模型试验研究。通过对板柱组合结构0%、36%、60%、100%敷设吸声尖劈材料,在声波以0°、90°、180°方向入射板柱组合结构时,研究了尖劈敷设方式、声波入射角度对板柱组合结构水下声场及散射声场的影响,得到了不同工况下板柱组合结构典型部位的声场分布。研究表明:吸声尖劈可明显改变板柱组合结构的声场分布,降低板柱组合结构的自噪声;但其抑制效果随考核位置、声波频率、敷设密度的不同而各有变化。     

不等间距分舱结构声辐射特性研究

研究舱段结构振动、声辐射特性随分舱形式改变的变化规律,对潜艇结构声学优化设计具有十分重要的意义。从结构声学设计的角度出发,在保持相邻两个舱段总长度不变的情况下,调整两个舱段的长度,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方法,以辐射声功率、湿表面均方法向速度和辐射效率作为衡量结构噪声辐射能力的主要衡量指标,系统地研究整个结构振动和声辐射特性。在流体部分的计算中,采用网格重叠算法,以提高计算效率。通过调整分舱形式,在一定频段,改变了整个舱段结构振动声学传递函数的谱峰频率,降低了谱峰幅值,因此,可以通过改变分舱形式以改变舱段结构声学特性,使设备激振力的谱峰频率与结构振动声学传递函数的谱峰频率错开,实现对辐射噪声的控制。     

一种通用型基于经验模态分解的小波阈值滤波方法研究

首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其转换为时域信号。分别采用本方法和原时域上的小波阈值方法对不同频率的水声信号进行滤波,经计算分析可知,对频率小于800 Hz的水声信号,采用原方法可获得较好的滤波效果;当信号频率大于800 Hz时,采用本方法的滤波效果更好,因此应针对不同频率的水声信号,选择合适的滤波方法,以获得满意的滤波效果。