三维Boussinesq方程有限元格式的POD降维模型

针对帝国理工大学三维海洋模型（Boussinesq方程）的无结构有限元格式,用特征正交分解方法（POD）得到了降维模型.并且给出了POD降维模型的误差估计.最后,通过数值算例验证了POD方法的可行性和有效性.     

中低速船底部断阶对流场和阻力的影响

为分析断阶对船舶流场及阻力性能的影响,针对一条中低速船舶在断阶位置、断阶高度不同,不计自由面影响且船舶无攻角条件下,采用有限体积法和SIMPLEC算法,耦合求解Navier-Stokes方程和连续性方程。采用SSTk-ω两方程模型,压力采用标准格式;动量方程、雷诺应力封闭方程均采用二阶迎风格式。计算结果与原型船模的对比性分析显示:与原型船模相比,断阶导致船模总粘性阻力均略有增加,断阶位置下游一定范围内的船体壁面切应力以及压力系数均有所增加;断阶高度为船舶吃水的0.037 5%与0.025%相比,断阶高度小阻力增幅小;与14站处断阶相比,位于13站处的断阶方案的船模总阻力系数较大。     

柴油机降NOx技术剖析

随着排放法规的不断严格,柴油机NOx污染物限值越来越低,降NOx技术已成为各主机厂和发动机研发机构的研究热点。文中从机内净化和机外后处理两个角度剖析了现行降NOx研究成果,旨在为流动源污染管理机构和机动车环保行业提供技术借鉴。     

马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井下沉分析

马鞍山长江公路大桥南锚碇沉井下沉采取“3次接高,3次下沉”的方案.为保证该方案的施工安全,对沉井下沉可行性指标进行验算,并对沉井首次接高期间的沉降量进行预估.计算结果表明,该方案能够满足沉井下沉初期结构本身的安全,保证首次接高期间的沉降量尤其是不均匀沉降量在允许的范围内.南锚碇沉井下沉时,土体采用分区对称的开挖方式,当沉井下沉至标高-34 m左右时启动空气幕助沉,通过对沉井降排水下沉和不排水下沉的过程进行实时监控和分析,有效地确保了该沉井下沉的安全、平稳.     

轻骨料混凝土桥梁地震易损性分析

为提高强震区桥梁的抗震性能,采用轻骨料混凝土替代普通混凝土以降低结构自重、提高墩柱变形能力,从而降低地震响应。以一座强震区典型中小跨径连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立轻骨料混凝土桥梁有限元分析模型,进行非线性时程分析,生成地震易损性曲线来评估桥梁的抗震性能。研究结果表明:与普通混凝土桥梁相比,仅上部结构或下部结构采用轻骨料混凝土对降低桥梁整体的损伤概率并不明显,而全桥均采用轻骨料混凝土的桥梁能够显著降低桥墩、桩基和支座的损伤概率以及桥梁整体的损伤概率。建议在强震区进行桥梁建设时,全桥均采用轻骨料混凝土来替代普通混凝土以提高桥梁抗震性能。     

腐蚀疲劳作用下的船舶极限强度可靠性分析

由于腐蚀和疲劳的综合作用,船舶舯横剖面模数随时间减少,造成船体结构承载能力降低。本文通过对腐蚀和疲劳作用的定量分析,提出一种船体结构可靠性的计算方法。建立随时间变化的腐蚀、疲劳及剖面模数的模型,并通过一阶二次矩法计算船体瞬时可靠性,得出了船舶全寿命期内舯横剖面的剖面模数、可靠性指标随时间的变化曲线。     

基于遗传算法的分数阶PI^λD^μ控制器参数分级整定

针对交流电机振动抑制问题,提出基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器参数分级整定策略. 通过遗传算法对整数阶PID控制器整定,获得一组控制参数;固定这组控制参数,再利用遗传算法对分数阶PIλDμ控制器进行阶次寻优. 仿真结果表明,在PID控制器三系数不变的条件下,通过调整控制器的积分与微分阶次,分数阶PIλDμ控制器与整数阶PID控制器相比,动态性能指标均有所改善;所提出的分级整定策略对分数阶PIλDμ控制器参数确定是有效的. 在不增加任何系统结构复杂性的前提下,改善了交流电机的振动抑制特性.     

流体可压缩性对高速入水载荷的影响研究

火箭助飞鱼雷会遭受入水带来的恶劣跨介质力学环境,本文基于均质平衡流和VOF多相流理论建立气-液-汽三相耦合流动数学模型,并通过嵌套网格技术,实现多相流与6-DOF结构体动力学耦合的高速入水分析,研究气/液相可压缩性对结构体高速入水载荷的影响,并进一步分析不同入水速度（100～300 m/s）和不同横升角（10°,40°）对应的流体可压缩性影响,从而对可压缩性的影响行较全面的分析,研究结果有助于清晰认识高速入水过程流体可压缩性的作用机理,可用于指导相关的降载头型及缩比试验等设计。     

基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制

针对欠驱动船舶在复杂海况下的航迹跟踪控制问题,提出一种基于Super-twisting的滑模自抗扰控制方法。利用视线导航法（LOS）将船舶的航迹跟踪转化为航向跟踪问题,并设计跟踪微分器来获取期望航向的1阶导数与2阶导数;根据非线性Nomoto模型设计扩张状态观测器对Nomoto模型的辨识误差、非线性项以及3级海况下风浪造成的干扰进行观测并补偿,提高控制器的鲁棒性。设计基于Super-twisting的2阶滑模控制方法,使滑模变量能在存在干扰观测误差的情况下有限时间收敛,并有效地减少了控制输出抖振现象,最终实现高精度的航迹跟踪控制。最后,以海巡船作为被控对象进行仿真验证,仿真结果表明,该控制算法能够有效提高船舶在3级海况下的航迹控制精度,增强对干扰的鲁棒性。     

基于神经网络的分数阶PIα控制器的设计与实现

分数阶控制器与传统PID控制器相比具有更好的适应性,并且为更好地调节分数阶控制系统性能提供了可能性.然而,由于分数阶控制器引入了两个附加的参数α和β,从而使分数阶PIαDβ控制器参数的确定变得更加困难.为了改进这一问题和进一步提高分数阶PIαDβ控制器对系统不确定性的适应能力,文章简明且不失一般性地提出了一种基于神经网络的参数自调整分数阶PIα控制器.讨论了所采用的离散化方法和分数阶控制器的设计方法,对神经网络结构和控制器参数自调节方法给出了详细论述.实验结果表明,所设计的控制器不仅保持了常规分数阶PIα控制器的特性,而且还具备了更好的适应性和参数自调节能力.