基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立.为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号.采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一.文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、 不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗.仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性.     

有效保留图像细节的自适应图像消噪方法

采用小波图像降噪方法容易去除图像的边缘细节特征,导致关键信息丢失,提出一种有效保留图像细节的自适应图像消噪方法。采用局部二值拟合方法对图像进行二值化处理,提取图像的边缘轮廓特征并进行多尺度分割,采用局部区域梯度模特征匹配方法调整邻域的大小,对图像进行全局分割,从而有效保留了图像的细节特征,在此基础上利用变尺度的小波降噪方法实现图像自适应降噪。仿真结果表明,采用该方法进行图像消噪能有效保留图像细节特征,图像消噪输出的峰值信噪比较高,说明图像质量较好,性能优越。     

内建斜板直立开孔式消能结构物的消波特性研究

提出一种利用改变直立式多孔隙结构物内部的排水功能来强化消波能力的新型消能结构物。通过在结构物开孔处加装上斜板或下斜板引导波浪入射的水体运动,使其在上斜板发生类似越波的行为;或者利用下斜板将波浪的水粒子运动向下导引,影响其波动的结构,进而影响其反射波能的大小。为了进行比对,设计了一种短狭缝型消能结构物。经由水工模型试验发现,改变波浪侵入多孔隙结构物体内的水体物理运动,有助于减少反射波的产生。相关的试验有助于对新型结构物的进一步改良,并可作为港池内利用消能式码头结构物消减港内波动的一种新思路。     

长江上游渣角滩航道整治试验研究

长江上游渣角河段为典型的分汊河道,具有"弯、浅、险、急"的碍航特性,整治难度较大。综合考虑其滩险成因、整治目标及主、支汊关系等因素后,提出3种不同的整治思路,并采用物理模型进行试验研究。结果表明:开辟新航槽,调整分流比,获取两汊平衡的整治效果较好,可根本解决碍航问题,能够实现两汊同时通航。     

垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤消浪性能及受力研究

浮式防波堤的锚固方式主要有锚链锚固式和导桩锚固式等,垂直导桩锚固的浮式防波堤在波浪作用下浮体主要进行升沉一个自由度的运动。通过二维波浪物理模型试验对垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的消浪性能和受力情况进行了研究。研究结果表明,同一波高下,垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的波浪透射系数均随着相对宽度B/L的减小而变大。当浮箱相对宽度相同时,波高较大时垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的波浪透射系数较小,尤其对于相对宽度较大(B/L0.2)的情况。与锚链锚固时相比,由于垂直导桩锚固时浮堤的波浪反射和波能损耗均明显增强,垂直导桩锚固时浮堤的波浪透射系数明显减小、消浪性能明显提高。波浪作用下,垂直导桩所受的水平力大小随入射波高的增大而明显增大,导桩所受的正向水平力随着相对宽度B/L的减小(即波浪周期的增长)为减小的趋势,反向水平力随相对宽度B/L的变化规律不明显。     

波流作用下电站排水口消能及铺面稳定性试验

海滨电站排水口受到排水水流、潮流和波浪动力的综合影响,消力池内复杂的水动力条件对铺面块石或人工块体的稳定性产生不利的影响。基于印度尼西亚某电站的实际问题,采用物理模型进行了波流作用下排水口消力池的消能特性和铺面稳定性试验。研究结果表明:该电站排水口采用扩散式消力池并结合消力墩和尾坎的消能方式可行,消力墩和圆弧型尾坎的消能和均流作用明显;波流作用下,扩散式消力池内波能有集中,排水水流虽然对波浪的传播产生阻碍,但波浪的影响仍延伸至排水口上端的明渠内,因此也应对一定范围内的明渠采取护面和护底措施。试验还优化了消力墩的型式和部分铺面块石的重量。     

实验水池弧形消波装置孔隙率优化试验研究

文章针对实验水池弧形消波装置的消浪效果问题,以弧形消波结构为研究对象,通过二维水槽试验,研究弧形消波结构表面不同孔隙率对其反射系数的影响;在此基础上,将单层结构优化为双层结构,寻求消浪效果最佳的双层孔隙板孔隙率组合,并研究波高和周期对消波结构反射系数的影响。试验结果表明,双层孔隙板的消浪效果优于单层孔隙板;且上层孔隙板孔隙率为30%,下层孔隙板孔隙率为20%时,反射系数最小,为该消波结构的最优孔隙率组合;其他条件不变时,结构的反射系数随波高增大而减小,随周期增大而增加。     

局部波浪振荡对浮式防波堤消波效果影响分析

为获得浮式防波堤腔体内部波浪振荡对其消波效果的影响,基于CFD技术,建立含局部开口腔室结构浮式防波堤内外流场共同作用下的水动力响应数值模拟方法,通过试验数据对比分析,验证数值计算准确性。结果表明,浮式防波堤腔体内部波浪振荡可以有效提升消波效果,但腔内发生大幅波浪共振时,消波效果并不理想。在此基础上,考虑不同腔体模型对腔内波浪振荡和消波性能的影响,研究发现,在本文模型数据范围内,浮式防波堤局部开口腔室个数增多,使得腔内波浪振荡加剧,浮式防波堤消波效果提升。     

某氢燃料轻卡转向系统设计匹配研究

转向系统对汽车的操纵轻便性、机动性、灵敏性及行驶安全性至关重要,伴随着中国汽车产业的蓬勃发展,人们对转向系统的要求也越来越高。以某氢燃料轻卡为例,介绍了转向系统的设计匹配过程,通过理论计算及分析,验证了转向系统设计的法规符合性,并通过系统零部件匹配校核,验证了转向系统设计的安全性和合理性,研究结论可为其他车型转向系统设计提供参考。