针对中断事件引发延误的集装箱班轮船期恢复问题（VSRP），本文引入航运碳排放交易机制，以最小化航次船期恢复成本、最大化客户服务水平为双目标构建 VSRP 优化模型。针对预期运营中断场景，求解航速调整、跳港及换港操作的最优组合策略，并设计改进自适应非支配遗传排序算法（NSGA-II）对模型进行求解。多组情景算例验证了本文所提模型与改进算法的有效性。数值算例结果表明，不同预期中断时长对应差异化的船期恢复优化组合策略；在无偏好双目标优化下，利用预期中断信息可平均削减 18.31% 的航次恢复成本。敏感性分析表明：碳交易价格上涨时，若碳减排目标偏好权重较大，船期恢复成本与船舶碳排放量均同步下降，碳配额增加将直接降低船期恢复成本；而当碳减排目标偏好权重较小时，碳排放量呈先降后升的变化规律。相关研究结论可为航运企业制定运营中断下的船期恢复方案提供理论支撑与决策依据。

在港口智能化升级背景下，业务场景的动态复杂化与数据的多源异构化，暴露出当前港口智能系统在“感知－认知－决策”链路存在断点：知识图谱虽擅长符号推理，却难以处理多模态语义与动态知识融合；大模型虽具备强大的自然语言能力，却因可解释性不足与领域知识缺失，难以实现精准可靠的决策推理。这一“感知与认知分离、生成与推理割裂”的现状，使单一技术无法满足港口对高可靠、可解释、自适应智能决策的需求。融合多模态知识图谱与大模型，已成为推动港口智能系统迭代升级的关键路径。本文系统梳理了人工智能、知识图谱与大模型在港口智能化领域的研究现状，从产业需求与技术融合双重视角，剖析了多模态知识图谱与大模型融合的内在驱动机制，并搭建了层次化技术架构与功能体系。同时,结合港口工程实践与行业发展现状，梳理并探讨了二者实现深度融合面临的关键技术瓶颈，以期为相关理论研究与工程落地应用提供参考依据和实践借鉴。

船舶管路路径规划易出现局部最优、路径冗余等问题。为此，本文采用堵路剪枝 A*算法（BPA-star）开展管路布局优化研究。在完成管路作业空间几何建模的前提下，融合分段剪枝技术与堵路迭代方法对算法进行改良，既克服了传统搜索算法易陷入局部最优的弊端，扩大了全局搜索区间，又去除了管路路径中的冗余线路与多余转折点，有效提升了管路规划质量。结果表明，单管路案例中，BPA-star 算法在路径长度、拐角数与能量值等方面均得到最优值；多管路案例中，其管路布局更紧凑，贴合船体结构，管路衔接效果优于基础A*算法，经济性与适配性更突出。未引入延伸段方向引导时，算法规划管路的能量值降低 45.68%，安装适配长度增加 400%；引入延伸段方向引导后，管路拐角数减少 8.64%，安装适配长度增加 54.64%。研究成果可为船舶管路布局设计提供参考，对提升管路设计与施工效率具有实际应用价值。

为抑制船舶液舱晃荡引发的船舶耐波性下降，降低相关航行安全风险，本文基于有限体积法求解流体控制方程，采用VOF法捕捉自由液面，构建垂直对称挡板的抑晃机理与流场特性数值模型。研究在横荡激励下，不同长度的垂直对称挡板制荡效果及其对液舱自由液面、舱壁压力、流场速度等流场特性的影响。结果表明：对于高宽比接近1的矩形液舱，在自由液面处垂直设置对称挡板可显著抑制晃荡；不同挡板长度的制荡效果差异明显，最优挡板长度设定为液舱宽度的0.7倍。

针对控制系统在未知非线性动态、时变干扰、输入饱和及高斯噪声下的鲁棒控制问题，提出一种深度融合事件触发机制与动态耦合策略的自适应滑模控制方法。首先，采用动态面控制（DSC）技术，结合径向基神经网络（RBFNN）逼近系统未知动态，设计分阶段误差约束策略以实现收敛速度与稳态精度的动态协同优化；其次，引入时变干扰观测器在线估计波浪干扰等扰动，通过构建辅助动态系统对非对称输入饱和进行补偿；再次，结合事件触发机制，通过自适应动态阈值调控降低控制器更新频次，减少计算资源消耗。基于Lyapunov稳定性理论，证明闭环系统所有信号半全局一致最终有界，且跟踪误差可收敛至预设邻域内。仿真结果表明，该方法显著提升了系统抗干扰能力与控制效率，为相关控制理论在工程实践中的应用提供了理论支撑。

为揭示射流摆动在船载棕榈油洗舱过程中对残油清洗效果的影响机制，基于自建实验平台开展棕榈油动态清洗试验，运用 FLUENT数值模拟，并结合动网格、用户自定义函数，构建射流摆动洗舱过程仿真模型，系统分析射流摆动速度对棕榈油清洗效果的影响。结果表明：船载棕榈油射流清洗的核心机理为壁面压力与剪切应力的耦合协同作用。清洗过程中，壁面压力率先发挥主导作用，击穿附着于舱壁的棕榈油层并形成初始无油区域，随后通过射流径向扩展产生的剪切应力彻底剥离壁面残余油污。射流水平摆动速度是影响清洗效果的关键参数，其与舱壁压力、最大剪切应力呈显著负相关；水平摆动速度过快会引发射流运动滞后，造成射流“水垫”有效覆盖面积缩减、剪切应力利用效率降低，削弱清洗性能。试验工况下，当射流水平摆动速度为1.11 r/min时，壁面压力与剪切应力匹配度最优，“水垫”覆盖范围广，剪切应力利用率最高，油污剥离效果最优。垂向摆动速度同样对清洗效果存在重要影响，需与水平摆动速度形成合理匹配。在垂向摆动速度恒定条件下，水平摆动速度过快会导致舱壁深度清洁不足，过慢则会扩大盲区面积；而增大垂向摆动速度会进一步拉大射流清洗路径间距，加剧盲区范围扩大，造成清洗质量下降。经对比分析，水平摆动速度1.11 r/min、垂向摆动速度20 mm/s为最优参数组合。该参数组合下，壁面压力与剪切应力协同作用最强，射流“水垫”可充分覆盖舱壁残油区域，实现残留棕榈油的完全剥离，100%清洗效果耗时仅18.75 s，较同样实现100%清洗效果的最差参数组合，该最优工况的清洗效率提升50%，可为船舶棕榈油洗舱高效作业提供重要的工程参考依据。

采用可视化观测技术与非线性拟合方法，分析旋转盘反应器空腔流体行为特征。选用水、甘油、十二烷基苯磺酸钠溶液为实验流体，通过高速摄像机与图像处理软件Image J分析空腔区域流体流型与断裂方式，拟合流体流型转变的临界条件方程，探究操作参数对空腔区域特征液滴直径与液滴分布均匀度指数的影响规律。研究发现，流体可呈现液线流、液线－液滴流、液滴流三种流型，断裂方式分为液膜－液滴断裂、液膜－液线－液滴断裂两类；液滴累积体积符合R-R分布，特征液滴直径为1~4 mm，液滴分布均匀度指数为 2~8；转子转速与流体黏度对流体行为特征具有显著影响。研究结果有助于深入理解超重力设备内部流体行为特征，可为构建传质模型提供基础数据与理论参考。

为系统探究不同相间力模型对数值模拟结果的影响，本文基于开源平台OpenFOAM，采用欧拉－欧拉双流体模型对气液两相流动开展瞬态数值模拟，分析不同相间力关联式的预测特性，并通过与实验数据及参考结果对比验证了各模型的准确性。研究覆盖低、中、高三种雷诺数工况，对应不同气液流态，重点揭示曳力、升力、壁面润滑力及湍流耗散力等模型对气泡运动行为与径向空泡份额分布的影响机制。结果表明，并不存在适用于全流动工况的通用标准模型，相间力模型的选取需结合具体气泡流态与雷诺数范围。在低雷诺数条件下，曳力模型主导气泡迁移过程；在高雷诺数工况下，升力模型对相分布形态起主导作用，可使空泡峰值由壁面区域向主流区转移；湍流耗散力则促使径向空泡份额分布趋于均匀。此外，升力、壁面润滑力与湍流耗散力之间的耦合作用显著提升了径向相分布的预测精度。模拟结果确定了不同雷诺数区间内的最优相间力模型组合。通过系统分析各相间力在不同雷诺数下的作用机理，本文提出了相间力模型选用策略框架，为复杂气泡流数值模拟中的多相流模型配置提供了理论依据与优化思路。研究进一步证实，在低含气率条件下，即便忽略气泡聚并与破碎效应，竖直绝热气泡流的相分布仍可得到有效预测，为多相流模型简化提供了可行参考。

“防波堤+风电”作为海域立体利用的新模式，逐渐成为海上风电研究热点。为揭示防波堤-风机体系在风与地震联合作用下的动力响应特性，本文基于PLAXIS建立防波堤-风机一体化结构体系三维耦合数值模型，并以塔筒顶与防波堤顶水平位移作为量化指标，对比分析该结构体系在不同场地及荷载工况下的动力响应特性。结果表明：因塔筒和防波堤刚度差异，塔筒顶部位移显著大于堤顶位移；相较单一风荷载和单一地震荷载作用，风-地震联合作用会显著放大体系位移峰值，且该放大效应并非单纯的线性叠加关系；风-地震联合作用会改变防波堤-风机体系动力响应对场地土体性质的敏感性程度。因此，在实际工程设计中需综合考虑不同荷载的联合作用。本文结论可为“防波堤+风电”一体化工程的动力响应分析与设计提供参考与借鉴。

传统0-3 型、1-3 型水泥基压电复合材料存在压电相分布随机性大、压电纤维易断裂等缺陷，在应力传递效率与压电输出性能上存在明显结构瓶颈。为此，本文构建一种基于三周期极小曲面（TPMS）拓扑结构的新型水泥基压电复合材料。选取Diamond与Karcher-Tuite两种典型TPMS构型，通过Python结合水平集方法进行参数化建模，并利用Abaqus建立压电－结构耦合有限元模型，系统研究不同压电相体积分数（10.0%~29.2%）对复合材料应力分布与压电输出 (d₃₃, g₃₃, V) 性能的影响。结果表明：TPMS结构的三维连续网络可有效优化应力传递路径、规避局部应力集中，进而获得优异的力－电转换效率；当压电相体积分数为29.2%时，Diamond型与Karcher-Tuite型复合材料的压电系数d₃₃分别达到148.5 pC/N和103.7 pC/N，显著优于传统0-3型与1-3型构型。本文通过系统性数值模拟，揭示了TPMS拓扑特征与宏观压电性能的内在关联，为高灵敏度、高耐久性自供能传感材料的构型优选与实验设计提供了理论依据。

喷涂法是超疏水表面常用制备方法，但存在涂层与基体结合强度低、耐久性差及水中气垫不稳定等问题。为此，本文提出铝基体微弧氧化结合两步喷涂的复合制备工艺。首先，通过微弧氧化在铝基体形成多孔结构；其次，依次喷涂掺杂疏水性SiO₂纳米颗粒的氟碳树脂及SiO₂纳米颗粒超疏水溶液，室温固化获得超疏水表面，其静态水接触角达162.5°、滚动角仅1.8°。通过载重摩擦、砂石撞击、自清洁、电化学腐蚀、盐水浸泡及减阻测试探究其综合性能。结果表明：该双层SiO₂超疏水表面机械耐久性优良；腐蚀电流密度较铝基体降低3个数量级；试样级0.5 m/s水流冲刷减阻率达69.5%，船模级0.3 m/s航速减阻率为54.8%。微弧氧化形成的多孔结构增强了涂层与基体的结合强度，树脂中掺杂的SiO₂纳米颗粒可强化涂层并动态补充受损的表面微纳结构，共同提升表面稳定超疏水性能。本文通过涂层结构设计，改善了超疏水表面综合性能，为其在船舶领域的工程化应用提供了实验依据与理论支撑。

为改善船舶内燃机轴瓦在苛刻工况下的减摩耐磨性能，本文采用刮涂热固化工艺在铝合金基体表面制备一种聚酰亚胺/环氧树脂/二硫化钨复合涂层，并探究黏固比对其力学性能及其摩擦学性能的影响规律。利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析涂层表面、截面及磨痕的形貌及元素分布；通过显微硬度计测试涂层硬度；采用摩擦磨损试验机，在干摩擦条件下考察涂层在不同载荷和频率下的摩擦系数与磨损率。结果表明，随着载荷和频率的增大，涂层磨损率和摩擦系数逐渐增高，黏固比对涂层性能具有显著影响。当黏固比为2时，涂层中二硫化钨固体润滑剂在聚合物中分散均匀，涂层结构致密，显微硬度最高，为56.7 HV。在干摩擦条件下（往复运动频率3 Hz、载荷5 N、黏固比2），该涂层表现出最佳摩擦学性能，平均摩擦系数和磨损率分别为0.06和1.50×10^-4mm³/(N·m)。究其原因可能是，在减摩方面，涂层中层片状二硫化钨的层间范德华力较低，易于滑动，赋予涂层优异的减摩性能。在磨损方面，当聚合物含量过高时，因聚合物硬度不足，涂层在摩擦磨损过程中发生塑性变形及黏着磨损；而聚合物含量过低时，涂层与基体结合强度不足，导致涂层脱落。本研究可为开发高性能船舶发动机轴瓦表面防护涂层提供实验依据与数据支持。

海盗袭击严重威胁海运安全，准确的风险评价对航线规划与应急决策至关重要。为科学评价海盗袭击风险，本文提出了一种基于改进贝叶斯网络的海盗袭击风险评价模型。为解决传统模型对连续型数据易进行不合理划分的缺陷，本文引入了Fisher最优分割算法，提升了贝叶斯网络模型节点状态设定的准确性和科学性。在完成样本筛选和节点状态设定优化的基础上，采用期望最大化算法（EM）进行贝叶斯网络参数学习。同时，通过改进的树形结构学习算法有效降低了模型结构学习的复杂性。研究结果表明，与传统贝叶斯网络模型相比，本模型的预测准确率提高了5.44%，结构学习任务的复杂性降低了21.43%。此外，本文模型的预测准确率比随机森林模型和反向传播（BP）神经网络模型分别提升了1.23%和2.83%。本文模型可为海盗袭击风险的科学预测提供有力支持。