2016年, 第42卷, 第2期 刊出日期:2016-04-25
  

  • 全选
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    控制
  • 许大禹,杜佳璐
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 1-7. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.001
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    考虑具有动态参数不确定和时变海浪扰动的侧壁式气垫船升沉运动控制问题,将自适应技术与滑模控制方法相结合,设计侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律.应用自适应技术设计自适应律,估计由动态参数不确定和时变海浪扰动构成的不确定项的未知界;基于不确定项界的估计,应用滑模控制方法,设计鲁棒自适应控制律,并用边界层方法消除滑模控制引起的抖振现象.理论上证明了所设计的控制律能够降低侧壁式气垫船升沉运动幅值,保证侧壁式气垫船升沉运动闭环控制系统中的所有信号是一致最终有界的.最后,基于一艘挪威海军的侧壁式气垫船的仿真研究验证了所设计的侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律的有效性.

  • 船舶与海洋工程
  • 刘 晗,马 宁,邓德衡,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 8-13. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.002
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    为避免拖曳水池对平面运动机构试验的工况限制并提高测量精度,使用循环水槽开展平面运动机构试验.以大型油轮KVLCC2模型为研究对象,在多个工况下对其进行斜航试验、纯横荡试验和纯艏摇试验,测得船舶操纵性运动所需的水动力数据.将研究结果与日本海上技术安全研究所(NMRI)的试验结果进行对比,证明循环水槽平面运动机构试验具备较强的可靠性.此外,采用通用CFD软件对KVLCC2模型在循环水槽中不同漂角的斜航试验进行数值模拟.将计算得到的水动力及力矩与实验数据进行对比,结果表明,该数值模拟方法适用于循环水槽斜航试验的水动力计算.

  • 控制
  • 汪旭明,于泽洋,卢贤基,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 14-22. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.003
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    为能够以较小计算量实现船舶航向的精确控制,针对船舶航向保持控制设计一种基于自组织广义椭球基函数模糊系统(SO-GEBF-FS)的航向保持控制器.分析非线性船舶航向运动模型,介绍SO-GEBF-FS的结构及组成,并设计一种有效的规则生长修剪算法.采用DSC设计方法设计控制器,利用SO-GEBF-FS逼近其中不确定性,通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统稳定性.将所设计控制器应用于船舶航向运动数学模型,结果验证了该控制器性能的有效性和优越性.

  • 船舶与海洋工程
  • 徐海祥,付海军,冯 辉
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 23-27. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.004
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    针对过驱动船舶在环境力较小而方向频繁变化海况下的推力分配问题,采用一种直接分配算法.该算法通过构造可达集凸多面体,搜索期望输出力和力矩矢量与可达集凸多面体各个面的交点得到相应的推进器推力.仿真实验表明,该方法能有效解决环境力较小而方向频繁变化这一特殊海况下的推力分配问题.

  • 张建伟,吴宛青,胡俊权
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 28-34. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.005
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    为量化船舶倾覆问题,基于随机迈尔尼科夫(Melnikov)函数和相空间传输理论,从能量的角度对随机波浪下船舶航行时倾覆发生的安全程度进行研究.考虑阻尼力矩和回复力矩的非线性以及波浪的随机性,建立船舶非线性横摇运动微分方程.采用快速傅里叶变换(FFT)将时域波浪力转换到频域,从而将随机Melnikov函数及相空间转移率扩展到考虑船舶航速和浪向角的影响,并根据其统计特性对船舶倾覆进行量化.通过实船算例研究其在随机海浪中横摇运动相空间转移率的变化情况,并分析船舶航速、遭遇浪向以及波浪特征频率对相空间转移率的影响.研究结果表明,随机Melnikov函数和相空间传输理论能够较好地对具有一定航速的船舶在随机波浪中的倾覆进行量化,从而可为进一步研究船舶稳性衡准提供有益的参考.

  • 方 诚,任鸿翔,金一丞
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 35-40. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.006
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    为解决少量样本条件下船舶航迹点数量较少的问题,以单船进出港为例,在无确定度的逆向正态云算法和二维正向正态云生成算法基础上,提出基于少量样本的单船进出港航迹点云图生成算法,并通过算例验证算法的实用性,为从航迹角度定量评价驾驶员航行过程奠定了基础。

  • 刘启帮,艾艳辉,王 盟,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 41-45. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.007
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    为研究水下拖曳系统中导流缆侧漂机理,基于CFD方法,对导流缆进行仿真计算.对导流套进行受力分析,求解在重浮力力矩、流体动力矩和摩擦力力矩作用下,导流套的侧向力以及导流套不对称绕流所产生的侧向力.结合水槽试验,分析试验结果与仿真结果,确定三种力矩作用下引起的侧向力是导流缆侧漂的主要原因.此外,导流套不对称也是导流缆侧漂的重要原因.最后,给出减小导流缆侧漂的改进措施.

  • 交通运输工程
  • 杜珊珊,陈厚忠
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 46-50. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.008
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    基于水上事故多发区的概念,借鉴道路交通黑点及现有水上黑点的研究理论,对水上交通黑点重新进行定义,并以凝聚型层次聚类算法与基于事故等级加权平均法建立水上交通黑点辨识模型.以长江张家港段2006—2011年上半年水上交通事故为例进行模型应用,研究该水域水上交通黑点的空间分布规律,共辨识出5处黑点,并得到5处黑点的边界及整治顺序.

  • 朱乐群,吕 靖
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 51-57. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.009
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    为确保海上通道突发事件应急响应的及时有效,针对应急响应过程中的方案决策问题,在案例推理方法思路的基础上提出一种两阶段相似度匹配的应急方案选择方法.首先,分别建立海上通道突发事件类型特征因子与情境特征因子体系.其次,在现有相似度计算方法的基础上,采用广义相似度,将不同数据属性进行统一,寻找与目标事件相似度最大的案例,从而确立目标事件的应急方案.最后,运用该方法对实际海上通道突发事件进行实例分析.研究结果表明,该方法具有可行性与有效性,可以在充分借鉴以往应急工作经验的基础上,较好地解决缺乏有效应急预案的海上通道突发事件的应急方案选择问题.

  • 船舶与海洋工程
  • 唐元元,张均东,曹 辉
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 58-62. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.010
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    针对现有轮机仿真系统数据封闭、UI与模型耦合性强、模型利用率低的缺点,基于软件工程中的软件架构设计思想,采用UML建模、数学建模、计算机仿真、计算机通信、智能控制等理论与技术设计分离型轮机仿真实验平台.平台在机舱监测报警系统和三维虚拟机舱中得到应用.应用结果表明,仿真平台具有数据透明、数据点丰富、仿真模型可多次利用的优点.仿真平台可以在实验室环境下代替实船机舱所产生的数据,为船舶的智能化、无人化研究提供了基础实验平台.

  • 李燕彪,张均东,曹 辉,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 63-67. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.011
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    根据团队协作训练与考评要求以及实际船员角色分配,在模拟器和虚拟机舱平台基础上,提出协同训练解决方案和角色管理策略,重点解决协作训练模型建立、角色权限管理、人物晋级策略设计关键技术.结合轮机模拟器,利用模糊评判方法计算综合分数,并依照积分策略完成个人积分的计算与累加,实现了船员协作训练与评估,有效补充和丰富了当前船员训练与考核体系.

  • 高子朋,吴桂涛,李 超
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 68-74. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.012
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    为研究SCR催化剂的储氨特性,基于AVL BOOST软件建立某型船舶柴油机SCR催化剂模型,仿真研究不同温度和空速下的SCR催化剂储氨动态过程与储氨量,以及储氨量对转化效率的影响.结果表明:相同空速下,温度增大后催化剂储氨能力显著降低,氨存储时间以及饱和储氨量随温度升高呈线性减小的趋势;相同温度下,空速增大后加快了NH3泄漏,从而使氨存储时间和饱和储氨量有不同程度的降低.低温时(280℃以下),空速对饱和储氨量的影响较大,随着空速增大,饱和储氨量逐渐减小;较高温度时(280℃以上),空速对饱和储氨量的影响非常小.低温时,转化效率随储氨量增大而提高,随着温度的升高,储氨量对转化效率的影响逐渐减小.

  • 控制
  • 王 宁,刘兴勇
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 75-82. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.013
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    为提高永磁同步电机矢量控制系统的抗负载扰动能力,提出一种基于滑模转速控制器和滑模负载转矩观测器的永磁同步电机双滑模控制策略.该控制策略通过在滑模转速控制器的滑模面中加入转速误差的积分项,使系统的静态误差变小,并且通过设计一种改进的指数趋近律,使系统状态变量的收敛速度得以提高.以负载转矩和电机转速为观测对象设计滑模负载转矩观测器,将负载转矩观测值前馈补偿到滑模转速控制器中,使滑模转速控制器不连续项的最小幅值有效减小,从而有效抑制了滑模抖振现象,提高了控制系统的动态鲁棒性能和抗负载扰动能力.仿真结果验证了该控制策略的有效性和优越性.

  • 热能与动力
  • 钟兢军,刘 军,韩少冰
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 83-90. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.014
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    在验证数值可靠性的基础上,利用商业软件NUMECA对跨声速压气机动叶弯曲造型并进行三维数值模拟. 结果表明:叶片弯曲变形改变了型面静压分布、三维激波结构以及通道内旋涡结构.反弯曲改型设计在保证稳定工作范围和总压比的前提下绝热效率得到了提升,其提升效果随着弯高、弯角而变化,最高达1.3%.正弯曲改型设计使得转子气动性能降低,且随着弯高、弯角的增大,其性能恶化趋于严重.反弯曲设计叶顶激波后移且激波强度减弱,叶顶前缘压差的减小使得泄漏流及泄漏涡强度大大降低;相反,正弯曲设计叶顶激波前移激波强度增强,且大的叶顶前缘压差加剧了叶顶泄漏流动及泄漏涡强度.

  • 张 倩,王洪伟
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 91-95. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.015
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    在一台低速轴流压气机实验台上测量压气机失速时转子前三维流场,测量范围从转子向前延伸到8倍弦长(或0.6倍机匣内径)上游,目的是考察整个失速流场结构,为研究失速团的保持和旋转机理提供丰富的数据支持.通过对壁面动态压力信号分析可知,该压气机失速过程中存在一个失速团,转速为转子转速的37.7%.使用新研制的全流向旋转五孔压力探针测量整个转子前三维速度场和压力场.从结果的S1流面内看,失速团内流动大体上分为正流区、偏转区、回流区和强剪切区.转子前缘附近的流体在30%叶高以上存在回流,并且存在较大的径向和周向旋转速度,其中叶尖附近失速团内流体的周向旋转速度明显大于前方来流速度.在靠近机匣壁面处,回流区一直延伸到转子上游的5.5倍弦长(或40%机匣内径)处.

  • 船舶与海洋工程
  • 刘 东,张洪朋,张兴明
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 96-101. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.016
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    为进一步提高电感式金属微粒检测芯片的灵敏度,提出一种基于电阻脉冲的微粒探测方法.理论分析了金属微粒在探测线圈时谐磁场中的磁化,同时,在微粒流速恒定的情况下,实验研究了不同微粒粒度、磁场变化频率下的电阻正向脉冲.实验结果表明,采用电阻脉冲方法可以提高非铁磁微粒检测的信噪比,并由此进一步提高了非铁磁微粒的探测灵敏度.

  • 刘恩辰,张洪朋,张鑫睿,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 102-106. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.017
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    为提高螺线管型磨粒传感器的信噪比和检测能力,实现更小金属颗粒的检测,根据并联电感原理设计并制作基于微流道的双线式螺线管型磨粒传感器.对双线式螺线管型磨粒传感器的检测原理进行理论分析,并对相互并联的双线圈等效电感值进行公式推导.使用本文设计制作的双线圈磨粒传感器与传统的单线圈传感器,分别对不同粒径梯度的铁颗粒进行检测与计数,并将检测数据进行对比.实验结果显示,双线圈磨粒传感器可实现5 μm铁颗粒的检测;双线式螺线管型磨粒传感器检测信号的信噪比高于单线圈磨粒传感器,最大可达3倍.本文研制的双线式螺线管型磨粒传感器可用于油液中微米级金属颗粒的检测,且具有较高的检测精度.

  • 交通运输工程
  • 邵乾虔,杨惠云,靳志宏
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 107-116. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.018
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    基于提箱作业的动态决策特点,构建以分组提箱为核心的进口箱提箱动态优化数学模型;基于统计分布规律模拟外部集卡抵港的随机性,提出动态优先提箱概率的概念及计算方法,并以此为基础设计分支定界+启发式算法的双层算法对模型进行求解.通过一系列大规模实验并与诸如IH、OH、RDH、Max-Min等现有算法的比较显示了该动态优化算法在不确定环境下对进口箱提箱作业调度优化的有效性与鲁棒性.

  • 赵 旭,王晓伟,周巧琳
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 117-123. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.019
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    21世纪“海上丝绸之路”战略的提出加快了区域港口合作网络布局进程,作为一种创新的港口合作网络布局形式,港口战略联盟的稳定性对区域合作与经济发展具有重要意义.为分析港口战略联盟稳定性,建立港口效用函数计算港口企业联盟与否的效用变化,进一步运用演化博弈分析港口战略联盟稳定性的演变过程.研究结果表明,在联盟背叛费用大于联盟维持费用一半的情况下,港口战略联盟具有稳定性,反之则具有不稳定性.在此基础上进一步分析港口战略联盟不稳定性的影响,并提出港口战略联盟不稳定性治理的对策与建议.

  • 材料
  • 李瑞超,梁成浩,黄乃宝,等
    大连海事大学学报. 2016, 42(2): 124-128. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.02.020
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    为考察无溶剂环氧石油沥青涂层在不同氯离子浓度土壤中的腐蚀行为,采用电化学测试技术的方法测试涂层的腐蚀电位和低频阻抗模值.结果表明,随着土壤中氯离子含量的增加,涂层的腐蚀电位负移,容抗弧半径减小,阻抗模值降低,说明土壤中氯离子含量的增加导致涂层对土壤中腐蚀性介质的屏蔽作用能力有所下降.400 μm厚的涂层在29% H2O+1.8% NaCl土壤中的交流阻抗谱图呈现单容抗弧特征,随着埋设时间的延长,阻抗模值下降,埋设360 d时涂层的低频阻抗模值达到8.3020×108 Ω•cm 2,涂层未发生鼓泡、裂缝和剥落迹象.表明涂层形成了有效的屏蔽层,对基体金属有着良好的防护作用.