中國艦船研究最新期刊目錄

路徑規劃導航的欠驅動無人艇航路點精準跟蹤容錯控制————作者：張成祥;王寧;

摘要：[目的]旨在解決欠驅動無人艇在復雜海洋環境中航路點精確跟蹤的難題，通過融合路徑規劃與制導控制，提升系統的跟蹤精度與可靠性，提出一種基于非均勻有理B樣條的快速探索隨機樹與容錯控制方法（NRRT-FTC）的控制框架。[方法]該框架采用基于航路點篩選的快速擴展隨機樹（RRT）算法選取航路點，利用非均勻有理B樣條（NURBS）進行路徑擬合，并進一步設計基于有限時間觀測器的容錯控制策略。最后，通過仿真對比驗...

面向艦船平臺的鋰電池儲能系統熱失控仿真研究————作者：張澤輝;董芯燚;管聰;左彬;徐曉濱;宮文峰;邵海濱;

摘要：[目的]在高強度的海上作戰場景中，船用鋰電池系統的安全性和可靠性至關重要，為此開展面向艦船平臺的鋰電池儲能系統熱失控仿真研究。[方法]基于Fluent和Simulink軟件構建浸沒式和液冷板儲能系統仿真模型，并以某船真實工況為例，開展鋰電池儲能系統在不同冷卻方式下的熱失控仿真研究。[結果]仿真結果表明，相較于液冷板冷卻方式，浸沒式冷卻方式在應對熱失控方面的表現更優，可以更好地控制溫度變化并維持系統...

船舶推進軸系縱向振動位移高精度預測方法研究————作者：周建輝;羅斌;孫鋒;饒柱石;鄒冬林;

摘要：[目的]針對輪機艙測點布置受限導致推進軸系縱向振動難以全面評估的問題，本文提出一種融合Kalman濾波技術與推進軸系縱向振動模型的高精度預測方法。[方法]該方法結合確定性分析與隨機考量，通過最小方差無偏估計策略，有效考慮動力學模型誤差及數據測量誤差，僅需2個測點數據，即可在螺旋槳激勵力未知且測量信號噪聲干擾顯著的復雜工況下，準確預測推進軸系任意位置縱向振動位移。[結果]在信噪比低至0 dB的惡劣環...

基于人工勢場法改進MADDPG算法的AUV協同應召搜潛航路規劃研究————作者：張天浩;池晴佳;林永水;陳威;

摘要：[目的]為提高AUV在復雜水下環境中的協同探測效率和穩定性，基于人工勢場法（APF）改進多智能體深度確定性策略梯度（MADDPG）算法，建立一種新的自主水下航行器（AUV）協同應召搜潛航路規劃模型。[方法]針對搜潛路徑規劃中使用APF容易局部最優，而MADDPG算法前期盲目探索、收斂性差的問題，提出使用APF的引力場引導AUV前期運動方向并與MADDPG結合的算法（APF-MADDPG）。通過蒙特...

船舶艙段結構大規模分解優化的約束調節及計算資源分配策略————作者：羅強軍;劉均;江璞玉;程遠勝;

摘要：[目的]旨在提升船舶艙段大規模優化設計中應用分解優化方法的效果，提出一種約束漸進放松調節策略，以及綜合考慮目標貢獻度和約束裕度的計算資源分配策略。[方法]約束漸進放松調節策略是初始給定一個較嚴格的約束限界值，再逐步放松直至恢復到原約束限界值，從而使所有子問題得到更充分的優化。計算資源分配策略是按照子問題對目標函數的貢獻度和子問題的約束裕度，來綜合分配優化計算資源。最后，通過兩種策略的結合應用，分析...

基于改進變色龍算法的無線傳感器網絡靜態節點優化部署————作者：任染臻;張立川;韓光耀;潘光;劉祿;張曉萌;

摘要：[目的]針對傳統無線傳感器網絡（WSN）節點部署方式存在覆蓋率低、覆蓋冗余度高、分布不均等問題，提出一種基于分數階改進變色龍算法（FCSA）的優化部署方法。[方法]首先，采用改進Circle混沌映射對種群進行初始化，提高種群的多樣性和全局分布性；然后，在速度更新階段引入分數階速度更新策略，提升算法在全局搜索和局部開發之間的動態平衡能力；最后，結合Levy飛行機制引導個體位置更新，使算法具備更強的跳...

基于事件觸發與創新制導的欠驅動無人艇固定時間路徑跟蹤————作者：王靜;宋保健;慕東東;

摘要：[目的]針對欠驅動無人艇在集總擾動、輸入飽和以及機載能量受限條件下的路徑跟蹤控制問題，提出一種基于事件觸發的固定時間路徑跟蹤控制策略。[方法]首先，提出縱向速度導引和固定時間視線制導律，為路徑跟蹤控制器提供期望的縱向速度和艏向角；其次，針對系統內部的模型參數不確定性和外部干擾所構成的集總擾動，引入固定時間擴張觀測器，實現對集總擾動的估計和補償；然后，針對系統的輸入飽和問題，設計輔助動態系統以補償其...

基于Green函數的輪胎沖擊載荷特性反演方法————作者：師桂杰;李強;王德禹;

摘要：[目的]旨在通過結構響應間接識別輪胎沖擊載荷及其分布特性，為甲板設計與安全評估提供依據，提出一種基于Green函數的載荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板為研究對象，利用Green函數將沖擊載荷表示為單位脈沖載荷的疊加，通過有限元仿真得到Green核函數矩陣，并結合廣義交叉驗證準則（GCV）的Tikhonov正則化方法，建立載荷反演模型。針對單個輪胎及多個輪胎沖擊工況，分析多源載荷對反演精度的影響...

基于NSGA-Ⅱ算法與離散模塊梁單元水彈性方法的連接件優化設計分析————作者：陳永強;張顯濤;

摘要：[目的]在離散模塊梁單元（DMB）框架下，針對浮箱型多模塊海上漂浮式光伏（OFPV）平臺連接件剛度優化問題，提出一種新的方法。[方法]首先，介紹DMB水彈性分析方法，給出連接件剛度矩陣的形式并簡述水彈性響應的數值建模方法；其次，給出線性加權遺傳算法和非支配排序遺傳算法II(NSGA-Ⅱ)的求解步驟，重點介紹剛度編碼的實數碼、指數碼和科學記數碼這3種基因編碼方式以及其對應的交叉和變異算子，并進行對比...

先驗知識驅動的船舶艙段結構大規模分解優化方法————作者：江璞玉;劉均;羅強軍;程遠勝;

摘要：[目的]針對艙段結構優化大規模化問題，提出一種分解優化算法。[方法]基于分解優化框架，將專業力學先驗知識與通用黑箱優化算法相結合，提出先驗知識驅動的船舶艙段結構分解優化算法，該算法是將設計變量分為桁材的布局變量和尺寸變量，然后依此將原問題分解為一系列低維子問題進行求解；基于各約束物理量的單調性和局部性，優先優化約束裕度大的子問題；將所有布局變量分為一組，其對應子問題的目標函數為最小約束裕度最大化，...

基于ResNet失穩模態圖像識別和先驗知識的加筋圓柱殼精細化優化設計————作者：王俊逸;程遠勝;

摘要：[目的]為了自動甄別加筋圓柱殼失穩模態的類別，利用先驗知識提升協同分解優化方法求解加筋圓柱殼精細化優化設計的效率。[方法]訓練ResNet神經網絡對加筋圓柱殼失穩模態圖像進行識別，提煉基于設計變量與約束特征量耦合關系等的先驗知識，提出特定分組策略和資源分配策略。[結果]數值實驗結果表明，訓練的ResNet神經網絡對加筋圓柱殼失穩模態類別識別的準確率達98%；算例采用先驗知識策略的最終優化效果較無先...

新型船用復合材料夾芯夾筋板力學試驗分析————作者：袁昱超;童浩;郭力;唐文勇;

摘要：[目的]：面向復合材料的實船應用前景，設計一種泡沫填充的復合材料夾芯夾筋結構（組合厚板）。[方法]針對組合厚板各向異性的特點，針對組合厚板順筋方向和垂直筋方向分別進行三點彎曲試驗與拉伸試驗，對比該結構不同方向上的強度和模量，重點分析組合厚板在2個方向彎曲載荷下的破壞模式及其失效機制，討論試件中心位置、胞元筋板數量對其力學性能的影響。[結果]結果顯示，組合厚板各向異性顯著，相較于順筋方向，結構在垂直...

改進型體心立方結構準靜態壓縮下變形規律及吸能特性分析————作者：谷濤;陳威;李譜;施銳;李曉彬;

摘要：[目的]為提高輕量化點陣結構的力學性能，基于多構型組合設計方法設計一種改進型體心立方（BCC）點陣結構（BCCZ）。[方法]通過壓縮試驗對比分析準靜態壓縮載荷下BCCZ與BCC點陣結構的力學性能及吸能特性；進一步采用數值仿真方法分析不同徑長比D/L下BCC與BCCZ點陣結構的力學性能及吸能特性，并采用數值仿真與試驗相結合的方法對其力學性能進行研究，探究徑長比對點陣結構壓縮性能的影響。[結果]結果顯...

復合材料-金屬混合連接結構失效行為研究進展————作者：劉勇;曹京宜;蔡偉;方志剛;殷文昌;胡海曉;曹東風;

摘要：隨著復合材料的大規模應用，復合材料與金屬結構的組合使用在工程中變得日益普遍，這對其接頭設計提出了新的要求。分析了金屬-復合材料混合結構螺栓連接強度和失效分析的研究現狀，探討了接頭形式、裝配間隙、幾何參數、復合材料鋪層設計、螺栓預緊力和服役環境等因素對混合連接結構力學性能和失效模式的影響規律，并詳細討論了溫度與機械載荷共同作用下的失效機制。此外，還總結了金屬-夾芯復合材料連接結構失效行為的相關研究。...

極地船舶甲板海洋飛沫通量經驗公式分析與修正方法研究————作者：陳家靜;白旭;武道磊;

摘要：[目的]針對海洋飛沫通量經驗公式依賴特定船舶觀測數據的缺陷，提出一種極地船舶甲板海洋飛沫通量經驗公式的修正方法。[方法]通過對經驗公式進行參數特征分析，提出以具體船型的海洋飛沫通量數值解和相應環境條件為輸入，對海洋飛沫通量經驗公式進行修正。通過數值波浪形態和MFV漁船飛沫通量計算驗證數值方法的可靠性。基于提出的方法對球鼻艏、破冰艏、飛剪艏和前傾艏4種船型的海洋飛沫通量經驗公式進行修正。[結果]漁船...

冰-彈性平板相互作用的試驗研究————作者：楊瀟鵬;孫哲;宗智;郭明昊;李志軍;王慶凱;王子強;

摘要：[目的]為探究結構彈性對冰-結構相互作用過程的影響，在低溫實驗室開展凍結冰-彈性平板擠壓模型試驗。[方法]改變結構剛度和擠壓速率，推動彈性平板與凍結冰試件在冰脆性破壞范圍內進行擠壓，記錄不同工況下總載荷時程曲線和冰破壞模式。[結果]試驗發現相互作用過程可分為“松接觸”和“緊接觸”2個典型階段，部分壓力-位移曲線在緊接觸階段呈現出鋸齒狀形式的多級失效。統計發現最大松接觸位集中在0～1.5 mm內，緊...

基于BM-MTF的船舶水泵軸承故障特征增強與診斷研究————作者：廖志強;黃振德;宋雪瑋;梁觀龍;賈寶柱;

摘要：[目的]針對船舶水泵軸承故障時的振動信號故障特征易被噪聲淹沒，導致診斷準確率較低的問題，提出一種基于巴特沃斯均值濾波器和馬爾可夫轉移場（Butterworth mean filtering-Markov transition field, BMMTF）與ResNet-18網絡相結合的軸承故障特征增強與診斷方法。[方法]首先，引入BM濾波器，以強化信號的故障沖擊波形，從而抑制噪聲干擾、增強故障特征；...

開架式ROV水動力特性數值模擬分析————作者：張渥;許條建;

摘要：[目的]旨在系統研究開架式遙控水下航行器（ROV）的水動力特性，準確獲得其各項水動力系數。[方法]通過開展開架式ROV的直航物理模型試驗，對STAR-CCM+數值仿真結果的可靠性進行驗證，并借助數值方法模擬該ROV的直航、斜航和平面強迫運動，然后根據仿真結果使用最小二乘法擬合獲得該ROV的黏性和慣性水動力系數。[結果]結果顯示，在直航和斜航情況下，與ROV幾何左右不對稱性相關的黏性水動力系數Y'<...

考慮熱效應的深海陶瓷耐壓結構內爆特性研究————作者：李童;孫盛夏;趙敏;

摘要：[目的]旨在探究陶瓷耐壓結構在深海極端環境下的內爆沖擊載荷特性及熱力學機理，提出基于壓力-速度-溫度平衡的可壓縮多相流模型及自適應網格加密技術的深海陶瓷耐壓結構內爆數值模擬方法。[方法]首先，該方法可實現沖擊波的準確預報及流場的精細化捕捉；然后，開展陶瓷耐壓結構水下內爆試驗，驗證數值方法的有效性；最后，通過萬米級陶瓷耐壓結構內爆數值研究揭示內爆沖擊載荷及熱效應特性。開展不同水深及水溫下陶瓷耐壓結構...

便攜集成式波浪補償裝置研究綜述————作者：呂曉瑩;劉涵;蘇焱;

摘要：[目的]海上吊裝作業時，波浪補償裝置對保障作業安全和延長作業窗口期意義重大。本研究旨在系統剖析便攜集成式波浪補償裝置，結合國內外研究現狀，為我國相關研究及裝備國產化提供有力支撐。[方法]通過系統探討便攜集成式波浪補償裝置，詳細闡述被動式、自適應式、主動式和混合式波浪補償裝置的工作原理，對比分析其優缺點；深入研究張力補償、位置補償和混合補償在不同海上作業場景下的補償原理與智能控制算法；分析國際主流產...

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