舰艇作战系统数字孪生的内涵与特征研究

数字孪生作为一种在信息世界刻画物理世界、仿真物理世界、优化物理世界、增强物理世界的重要技术,有望给舰艇作战系统等武器装备的发展带来重大变革。本文分析舰艇作战系统在全生命周期存在的主要问题,提出舰艇作战系统数字孪生的基本内涵以及对应数字孪生体的总体架构,总结舰艇作战系统数字孪生在系统顶层架构、虚实互动机制、综合运用流程等三大能力特征,对指导舰艇作战系统数字孪生的应用具有重要意义。     

基于通勤大数据的出行空间分布模型测评与改进

通勤出行是城市交通早晚高峰的主要构成部分,理解和预测通勤出行空间分布一直是城市交通研究的主要方向之一。基于互联网位置服务所识别的城市通勤大数据,以工程领域广泛应用的重力模型为例,研究和评价出行空间分布模型对通勤出行样本量的敏感性以及在不同空间尺度上对实际通勤出行空间分布的重现能力,并剖析了传统出行空间分布模型所引起的“碎片化”结果及其成因。克服传统方法仅考虑群体统计特征的缺陷,引入反映个体通勤出行延续性的因子,提出了新的通勤空间分布模型及求解算法。新的模型和算法能够更好地适应通勤大数据背景下巨量分析单元的情形,基于实际数据验证了其对通勤出行空间分布的重现能力优于传统出行空间分布模型。     

基于深度学习的船用大功率放大器特性数学建模

设计基于深度学习的船用大功率放大器特性数学建模方法,合理分析船用大功率放大器特性及特性影响因素间的相关性,为船用大功率放大器实际应用与改进提供可靠依据。通过模拟实验采集船用大功率放大器特性影响因素数据,并对其实施有效的归一化处理,将归一化后的船用大功率放大器特性影响因素数据、放大器输出功率当作深度学习算法的有效输入以及输出,利用深度学习算法合理实施训练,合理构造、拟合船用大功率放大器特性关于影响因素的数学模型,并实施合理验证。实验结果表明：该方法构建的船用大功率放大器特性数学模型,可有效分析负载电阻、环境温度等影响因素与船用大功率放大器间的相关性,助力设计出更适合应用于水上领域的船用大功率放大器。     

Rhino在船舶曲面建模中的应用

本文对船舶曲面建模进行简单阐述,介绍了Rhno软件在曲面建模的意义,并以Rhino建模软件为例,讲述该软件在某i海洋平台供应船曲面建模中的应用。     

城际铁路列车通过地下站站台门时的风致效应仿真与试验研究

针对城际铁路列车高速通过地下车站时,站台门在列车气动载荷的作用下产生结构变形,且难以在运营线路上进行实时监测的问题,文章提出一种将计算流体力学、有限元分析和线路试验相结合的分析方法。该方法采用流体力学仿真技术计算出城际铁路列车过站风压,并通过模拟列车过站时的气动载荷,对站台门结构变形开展有限元分析,最后在具备列车160km/h高速过站工况的线路上进行试验验证。将试验与仿真数据进行对比可得,有限元分析和线路试验两者得出的应力变化趋势基本一致,且最大的标准差不超过0.43,从而验证城际铁路地下站站台门有限元模型加载方法的可行性,为进一步研究站台门在城际铁路以及高速铁路中的应用提供依据。     

铁路工程地质勘察智能化技术研究现状与发展趋势

铁路工程地质勘察智能化技术已经成为企业数字化转型的关键之一,为提升勘察数字化水平,本文从地质遥感智能化、地质勘察数据采集与管理智能化、地质建模与数据应用3个方面,对智能化技术研究现状进行评述,并分析其发展趋势。研究表明,得益于航天航空遥感、合成孔径雷达干涉测量、智能识别等技术的发展和应用,地质解译识别率、精度和效率得到提升,基于多源遥感数据,应用智能化技术进行地质遥感解译是未来发展趋势;地质勘察智能设备和系统已逐步进入实际应用,改善了数据采集与处理方式,企业级勘察数据标准初步建立,形成了勘察数据智能化管理方案,还需加强基于空天地一体化勘察数据采集与管理方法的研究;针对铁路等线状工程的三维地质建模技术已形成,通过数据交换标准的制定和接口的研发,地质模型数据已在三维协同设计中得到应用,未来应重点研究具备自主知识产权的三维绘图平台,并建立铁路行业级数据标准。     

标准模组模态法简化建模研究

电池结构从电芯内部正负极及隔膜厚度的微米量级,到模组的毫米量级,再到电池系统和整车的米量级,结构尺寸跨度大;因此在电动汽车整车及电池系统有限元分析中,对电芯或模组的简化非常必要。在某标准模组有限元分析中,通过电芯模态频率试验,对比标定电芯简化模型材料参数,并获得准确的电芯简化模型,用于模组建模分析;对比模组详细建模计算与试验结果,二者共振频率误差小于1%;采用模态相等方法进行模组简化,模组简化建模约束模态结果与详细建模结果的误差小于1%;模组简化建模单元数量从10多万个降为5000个,单元数量去除率大于95%,在保证性能等效的同时有效降低单元数量,对整车有限元分析和电池系统有限元分析具有重要意义。     

高速铁路智能CTC系统列车运行自动调整研究

在我国智能铁路的发展规划中,智能CTC系统作为智能铁路的调度指挥系统,应具备列车运行自动调整功能.因此,基于现有列车运行调整理论研究,结合相关技术标准与CTC系统实践经验,提出高速铁路智能CTC系统列车自动调整系统结构,包括设计原则、软硬件结构设计及相关功能逻辑设计.为CTC系统列车自动调整系统构建列车运行自动调整模型,基于现有研究的局限与不同客户需求构造模型约束条件与目标函数.通过京张高铁列车运行调整案例场景对模型进行验证.结果表明:模型能够利用区间运行时间中的缓冲时间与图定停站时间的冗余尽可能地追回列车晚点,同时正确处理接发车股道、动车组接续等问题,生成无冲突的列车运行阶段计划供调度员下达.调整后的列车运行阶段计划在保证行车安全的前提下,缩小晚点波及范围,有效控制晚点传播.      

三峡升船机防撞桁架下降速度异常分析

针对三峡升船机防撞桁架下降速度异常的问题,分析有杆腔回油口节流面积、桁架摩擦阻力、桁架下降行程减速点3种因素对防撞桁架下降速度变化的影响规律。通过建立防撞桁架下降动作的力学模型,结合防撞桁架的液压系统、机械机构、电气控制等原理,采取数学方程建模和AMESim仿真的分析方法,从理论上得出3种因素对防撞桁架下降速度的影响规律。结果表明,有杆腔回油口节流面积、桁架摩擦阻力、桁架下降行程减速点这3种因素均会明显造成防撞桁架下降速度异常。研究成果可为类似工程提供参考。     

空化模型在低温流体空化流动三维计算中的应用与评价

为评价不同空化模型对低温流体空化过程流场特性预测的适用性,文章通过对CFX软件的二次开发,将Kubota、Merkle和Kunz三种空化模型和液氮、液氢随温度变化的物性参数引入到CFX求解代码中,同时在求解的能量方程中添加汽化潜热影响,从而在考虑热力学效应条件下,开展了液氮绕水翼空化流动和尖顶拱在液氢中空化流动的三维数值模拟研究,并将计算结果与试验数据进行对比,实现了对不同空化模型适用性的评价。结果表明:三种空化模型计算的空化区域液相分布特性不同,空泡长度和厚度有差别;由于空化模型方程源相体现的质量传输机理不同,导致热力学效应下空化区域压强分布和温降存在差异;Kubota空化模型可有效预测液氮空化流场压强分布,Merkle模型可较好地反映空化区域温降,Kunz模型计算的结果与试验数据差别最大。