2018年, 第44卷, 第1期　刊出日期：2018-03-05

  

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船舶与海洋工程
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  时域格林函数的新实用数值计算方法

  张腾，任俊生，李志富，白伟伟

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 1-8. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.001

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  针对求解无限水深时域格林函数时大、小区域划分界限不明确，数值精度无法保证的问题，在大、小时间区域交界处，采用精细时程积分法对满足时域格林函数的四阶常微分方程进行数值计算.完成对时域格林函数节点制表后，提出基于精细积分法求解常微分方程的节点间插值的计算时域格林函数新方法.数值计算结果表明，本文提出的方法可有效提高时域格林函数的数值计算精度，为计算船舶水动力奠定了可靠的基础.

控制
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  基于异源信息融合的无人水面艇动态路径规划

  范云生，柳健，王国峰，孙宇彤

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 9-16. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.002

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  为解决无人水面艇自主避碰决策中的动态路径规划问题，提出一种基于电子海图与雷达图像融合环境建模的改进人工势场动态路径规划方法.对电子海图中静态环境数据和动态雷达图像数据进行提取，采用Hausdorff距离匹配算法对异源信息进行融合，建立无人水面艇路径搜索空间的动态环境模型，并在动态感知环境信息的基础上，利用改进的人工势场法进行路径规划的仿真验证.仿真结果证明了基于电子海图与雷达图像信息融合的无人艇动态路径规划方法的合理性和有效性.

船舶与海洋工程
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  基于PMSM的双螺旋桨USV推进系统建模与仿真

  赵英序，朱景伟，边涛，肖泽民

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 17-24. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.003

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  以固定双螺旋桨无人水面艇（USV）的推进系统为研究对象，以永磁同步电机为推进电机，结合双螺旋桨USV的运动特点与操纵控制原理，设计一种以控制推进电机转速为核心的双螺旋桨推进系统控制方案，通过协调控制左右推进电机的转速实现对USV航速与航向的控制.仿真结果验证了所设计的双螺旋桨USV推进系统控制方案的正确性和有效性.

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  基于分段外推法的锚泊定位悬链线浮子的影响

  韩森，贾宝柱，朱瑞景

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 25-30. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.004

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  为研究悬链线中浮子位置和浮力对海洋平台抵抗干扰能力的影响，以分段外推法建立多成分悬链线的数学模型.考虑海流力以及弹性伸长，获得相同预紧力下悬链线长度与顶端水平张力随浮子位置的变化趋势.通过对相同扰动下不同浮子位置对平台位移响应分析，确定在给定干扰力作用下的最佳浮子位置.选用不同浮子的尺寸改变浮力，研究固定干扰力下浮子对悬链线顶端位移以及其长度的影响，获得最佳浮子位置下的浮子尺度.研究结论可为锚泊定位系统中悬链线浮子的配置提供参考.

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  基于实船监测数据的定航线船舶智能航速优化

  马冉祺，黄连忠，魏茂苏，柳霆，刘伊凡，王寰宇

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 31-35. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.005

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  针对固定航线船舶，以实船监测数据为基础，建立船舶油耗模型，结合船舶航线信息进行航段划分. 通过离散化思想，建立以航速为自变量、燃油消耗量为应变量的航速优化模型，以满足船舶航期为约束条件，采用遗传算法进行优化计算.结果显示，在选取的12个航段内，建立的船舶油耗模型误差为0.9%.通过航速优化，能够节省1.9%的油耗量，并给出各航段建议转速.优化结果可为船舶操纵辅助决策提供参考.

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  矩形浮体靠近潜堤时水平作用力分析

  苏焱

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 36-40. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.006

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  采用特征函数展开及边界匹配方法对矩形浮体靠近潜堤时流场进行计算分析,获得浮体所受流体作用力.通过改变浮体与潜堤距离以及潜堤高度,获得不同入射波频率下作用力变化规律.浮体与潜堤之间水域透射波与反射波叠加造成自由面剧烈变化,同时，浮体所受作用力在共振频率处发生振荡.对比分析表明，本文提出的计算模型能够用于浮体靠近潜堤时的水动力分析.

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  宽带随机载荷下船舶结构的两种疲劳直接计算方法

  周陈炎，张佳宁，申亚洲，张天逸

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 41-47. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.007

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  针对船舶疲劳计算将外载荷以及波浪引起的船舶交变应力响应过程当窄带模型处理，而现实海况模型更接近宽带模型这一问题，考虑从应力范围分布为切入点，以实船结构为研究对象，采用两种直接计算法——HCSR直接计算方法和谱分析方法解决宽带随机载荷下的疲劳计算问题.谱分析法以Rice分布为基础，建立宽带载荷下等效应力范围的近似计算模型进行疲劳求解；而HCSR直接计算方法则用连续型模型Weibull分布来表示宽带谱下应力范围的分布模型，从而解决宽带随机载荷下求解疲劳寿命问题.研究结果表明：考虑宽带影响因素后，两种方法虽然采用模型不同，但结果相接近或趋势相同，证明两种方法对解决宽带下疲劳问题都有一定可行性；但谱分析法求解时采用多种等效应力近似模型，可满足不同带宽下的疲劳强度计算，结果更加准确可信.

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  液压吊力缓冲系统在“世越号”打捞工程中的作用评估

  姚宗，王伟平，蒋岩，陈世海

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 48-58. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.008

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  为降低起吊钢丝绳内峰值拉力,实现复杂海况下利用双驳船抬吊打捞“世越号”，设计液压吊力缓冲系统，并评估其应用于双驳船打捞工程中的作用.以三个船体（双驳船、“世越号”）为研究对象，分别用模拟计算及模型试验方法研究其在不同提升高度及不同海况下的耦合运动特性.模拟计算采用边界元法，计算出多体水动力特性参数，并建立整体耦合响应计算模型.利用模型试验结果对水动力特性参数进行矫正，获得非常准确的整体耦合响应计算模型.基于该模型进行静态和动态时域的计算，并对比有、无液压吊力缓冲系统两种情况下的结果.比较结果表明：模拟计算结果与水池模型试验结果吻合度较高，该数值模型具有较高可靠性；液压吊力缓冲系统可使静态吊力分布更均匀，降低最大动态吊力，可达到在“世越号”打捞工程中的设计作用.

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  风翼助航船舶在规则波浪中的稳性

  王欢，黄连忠，何智勇，陈伟南

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 59-64. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.009

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  为研究风翼助航船舶在波浪中的稳性，以一艘46 000 t油轮为目标船，首先，根据目标船的船型数据，在Maxsurf软件中进行三维建模并验证其正确性；其次，将航行时船舶与波浪的相对位置分为4种情形，分析加装风翼后船舶在不同的船-波位置中的稳性变化.结果表明，波峰在船中部且波长近似于船长时，船舶稳性下降较大.最后，通过Matlab软件选取随机数的方法模拟船舶航行时的随机风浪，计算船舶在加装风翼后航行的安全可靠性.由船舶在8级风级下的最危情况可以看出，加装风翼后船舶的航行安全性要低于未加装风翼的船舶，并且存在4.77%的倾覆概率.

交通运输工程
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  东南亚海域海盗袭击的应急方案选择

  张聆晔，吕靖，李晶，孙茂金

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 65-71. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.010

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  为确保遭受海盗袭击后应急响应及时有效，基于案例推理方法提出一种应对海盗袭击事件的应急方案选择方法.针对海盗袭击事件常有的属性信息缺失情况及应急方案可复用程度问题，对传统案例相似性度量模型做出改进，引入“结构相似度”来衡量缺失信息对案例匹配的影响，提出“属性替代性度量”来确定案例属性差异程度.研究结果表明，该方法可确保案例匹配的精确度与应急方案复用的可行性.

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  集装箱班轮运输配载优化问题

  杨蔚，韩晓龙

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 72-79. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.011

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  为降低运输成本，提高集装箱班轮的运营效率，在集装箱班轮多港口配载优化问题研究中，建立以船舶稳定性为约束，整条航线倒箱量总和最小为目标的0-1整数优化数学模型，并利用改进的基于P-1位基因组染色体编码设计的自适应遗传算法求解.实例仿真验证了该配载方式的可行性和有效性.实验结果表明，与随机配载方式及基于启发式规则配载方式相比，该配载方式的基于船舶稳定性的配载计划在船舶运营安全性(GM)及经济性（倒箱）方面皆有显著提升.

船舶与海洋工程
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  特殊工况下小车架有限元分析

  赵丁辉，赵杰，熊伟，孙长乐

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 80-84. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.012

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  针对一特殊用途桥式起重机小车架，在其布置方案及结构形式的基础上，应用有限元软件ABAQUS建立小车架的结构模型.通过对小车架在四种不同工况下的分析，确定最不利特殊工况下小车架结构所受载荷及其计算方法,获得小车架在各工况下的应力与应变云图.分析中给出结构中应力分布及位移较大的危险点，为改进设计提供了依据.

热能与动力
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  叶片前缘造型对压气机平面叶栅气动特性的影响

  杨凌，李大春，钟兢军，李勇俊

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 91-98. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.014

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  为解决递归神经网络（RNN）模型难以训练和梯度消亡现象，引入长短期记忆网络算法( LSTM).介绍长短期记忆网络的基本原理，设计模型的更新算法，并将其应用于机械状态监测领域.以电机轴承数据为样本进行仿真，针对轴承数据的非平稳性，运用经验模态分解方法将其分解为平稳信号，计算本征模态分量能量熵，并将其作为状态特征.利用长短期记忆网络对机械状态单步预测结果与使用支持向量回归机模型的预测结果比较表明，长短期记忆网络在机械状态预测方面可以取得较支持向量回归机更好的效果.

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  基于弯掠参数控制的压气机动叶优化设计

  王忠义，曲锋，万雷，王萌

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 99-106. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.015

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  通过数值模拟方法对NASA Stage35单级轴流压气机原型性能进行计算，选取合理的Bezier和B样条拟合曲线控制点个数来完成压气机动叶参数化拟合，获得参数化叶型.基于人工神经网络和遗传算法相结合的优化设计体系，通过控制叶片的弯掠特性参数对动叶进行寻优计算，最终提高压气机绝热效率.对比发现，对动叶的弯掠特性进行优化可以改变激波位置，减小叶片表面附面层的分离区，优化流场通道内的流动结构，减少流动损失，从而有效提高压气机的绝热效率.

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  高负荷静子表面附面层抽吸试验研究

  李丽丽，刘太秋，傅文广，孙鹏，徐文峰

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 107-112. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.016

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  为掌握高负荷静子内部流动特征，研究附面层抽吸对静子性能流动的影响，采用数值和试验相结合的方法，对高负荷末级吸附式静子的气动性能开展研究,分析高马赫数来流条件下的静叶气动性能，研究叶片表面附面层抽吸对高负荷静子气动性能的影响.研究表明:随着吸气量的增加，静子的气流折转能力增加，落后角减小2°～3°；静子的减速扩压能力增加，出口马赫数减小0.03～0.07；吸气量增加到0.08 kg/s时达到最佳值，此时,静子落后角和出口马赫数达到最小值；进一步增加吸气流量，落后角、马赫数反而增大.

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  定容燃烧弹内流体介质的初始温度场分布

  谭戬，李格升，梁俊杰，程鹏，张尊华

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 113-121. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.017

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  基于Fluent软件对加热状态下圆柱形定容燃烧弹内的初始温度场进行模拟，并与实验值进行对比，结果验证了模拟结果的准确性.模拟结果表明，在加热状态下，弹内流体介质温度呈现沿重力方向先下降后上升的变化趋势，且随着弹内温度升高，弹内流体介质温度场不均匀性增大.加热带电压分别为90 V、120 V和150 V时，该定容燃烧弹初始温度认定的误差最大可达25 K、40 K和60 K，流体介质在沿重力方向上的最大温差分别达14 K、23 K和35 K，弹内流体呈现沿两侧玻璃内表面向下流动至容弹底部中间区域交汇的趋势.同时，模拟结果也表明，在定容弹外壁均布热源以及对玻璃视窗进行加热有利于改善定容弹内流体介质温度场的不均匀性.

   

交通运输工程
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  NOMMT/SBS复合改性沥青流变性能

  郭乃胜，荆华龙，刘超，赵颖华

  大连海事大学学报. 2018, 44(1): 122-130. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.01.018

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  为了研究纳米有机蒙脱土(NOMMT)与SBS两种改性剂对沥青流变性能的影响，采用熔融插层复合法，将改性剂与基质沥青熔融共混，制备了6种不同NOMMT、SBS改性剂掺量的NOMMT/SBS复合改性沥青.通过动态剪切流变(DSR)与弯曲梁流变(BBR)试验，分析不同的温度、NOMMT及SBS掺量和老化条件下的沥青流变性能.结果表明，SBS改性剂对基质沥青的高温稳定性和低温抗裂性具有良好的改善作用，且改善效果与SBS掺量有关；添加NOMMT不仅可有效增强SBS改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性，而且显著提高其抗老化性能.此外，在研究的NOMMT和SBS掺量范围内，添加2%NOMMT和3%SBS改性沥青老化前后的高温稳定性和低温抗裂性最好.