2016年, 第42卷, 第3期 刊出日期:2016-07-13
  

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    船舶与海洋工程
  • 贾德君,李范春
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 1-8. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.001
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    为研究不同系泊系统对港内船只系泊安全的影响,以总长210 m的集装箱船系泊作业为例,应用时域响应分析方法,分别计算船舶选用传统系泊系统与恒定范围张力系统时,船舶在不同环境载荷、系缆力以及防撞材压力联合作用下的水平横移最大值与系缆力最大值.将同一环境载荷下不同系泊方式对应的船体位移及系缆力进行比较,研究恒定范围张力系统对港口船舶系泊安全的影响,确定该船型船舶的恒定范围张力系统适用的环境载荷条件.结果表明:船体横移最大值以及系缆力最大值均随有义波高增加而增大;此外,恒定范围张力系统可以将船舶系缆力控制在安全范围内;当船舶遭受垂直于港口并指向港口的环境载荷时,随着时间增加,恒定范围张力系统较传统系泊系统可以将船体水平横移限制在更小的变化范围内.当波浪载荷指向港口,并且方向与船首方向夹角为45°或135°时,此时恒定范围张力系统不能起到限制船舶水平横移的作用.

  • 侯远杭,梁霄,郑冠超
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 9-14. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.002
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    引入不确定性优化方法,采用双层嵌套优化结构(外层采用改进粒子群算法,内层采用隔代遗传算法)对高速艇的总阻力目标函数进行优化.采用区间数描述航速摄动的不确定性,以改进的Michell积分为基础,以前半部分船体型值构成设计空间.算例证明了采用不确定性优化方法处理相关问题的有效性与优越性.

  • 张显库,杨光平,张强
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 15-19. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.003
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    为使船舶航向保持算法更节能,利用闭环增益成形算法设计线性控制器,使用一种双极性S函数修饰原线性控制律. 理论分析表明,该算法在获得同样控制效果情况下,降低了控制能量.以“育鲲”船为例,采用Simulink工具箱进行计算机仿真验证.结果表明,所设计的非线性修饰后的线性控制器具有良好的鲁棒性能,操舵幅值平均降低10%以上.

  • 控制
  • 刘勇,卜仁祥,徐海军,白军
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 20-24. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.004
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    从滑模变结构控制角度分析传统PID控制特性,并对传统PID控制进行结构优化.针对非线性船舶航向控制系统,引入积分控制,提出积分补偿PID控制及参数自适应算法,利用MATLAB对船舶航向控制系统进行仿真.结果表明,系统超调明显减小,消除了外界干扰下的静差,有效解决了传统PID控制的超调问题以及参数调整问题;同时,验证了本文设计的控制算法具有较强鲁棒性,参数自适应控制器优势明显.

  • 船舶与海洋工程
  • 周丹,郑中义
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 25-30. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.005
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    为研究船舶领域与其影响因素的关系,首先, 对船舶领域随不同影响因素的变化进行统计分析;其次,分析船舶领域随其影响因素变化的本质,并利用小波变换对船舶领域样本数据的变化规律进行分析;最后,利用神经网络模型对其间关系进行建模.建模时, 选取小波变换后的2/3数据进行训练建模,选取剩余1/3数据对模型模拟的能力及鲁棒性进行验证,获得每个影响因素值下的船舶领域平均值及基于神经网络的船舶领域与其影响因素关系模型.结果表明,该模型具有很好的性能,其拟合度R为0.92242,平均误差为49.8970 m,且具有较好的鲁棒性.

  • 石博文,刘正江,吴明
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 31-36. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.006
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    基于CFD方法建立三维黏性流数值波浪水池,采用边界条件造波法生成基于WaMoSⅡ实测的海浪环境,采用VOF方法捕捉自由面,通过求解刚体运动学方程模拟船舶的纵摇、垂荡和横摇三自由度耦合运动.在此基础上,实现了船舶在高海况下以不同浪向角航行时的甲板上浪数值模拟.通过数值计算,预报了DTMB5512船模不同浪向角下的甲板上浪频率,这与势流理论方法计算结果相符,验证了本文方法的可信度.

  • 邢辉,韩志涛,段树林,黄连忠
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 37-43. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.007
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    对世界商船队船型、船龄和吨级构成特征进行统计分析,确定了散货船、油/化学品船、集装箱船、杂货船、液化气船和滚装(客)船6种主要类型运输船舶为研究对象.根据各主要类型运输船舶船龄和吨级的数量占比,基于Clarksons船舶数据库进行随机抽样,确定了主机标定功率、副机标定功率和船舶设计航速与船舶总吨之间的拟合关系.结果表明,选用四冲程柴油机、二冲程柴油机和蒸汽轮机作为主机的船舶数量占比分别为27.6%、72.0%和0.4%;各类型船舶配置的主机平均数量为1.01~1.82台,副机平均数量为2.66~3.52台,副机与主机标定功率之比的平均值为0.19~0.35;船舶动力参数与船舶总吨之间的对应关系可采用幂函数或线性函数表达;除集装箱船外,近30年来,船舶动力参数与船舶总吨之间的拟合关系未发生明显变化.

  • 鲍君忠,王利东,王西召
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 44-48. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.008
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    为进一步提高我国海事管理机构的船舶管理水平与管理资源的使用效能,通过确定船舶评价指标,聚合5名海事领域专家对各指标重要性的判断矩阵,形成船舶综合质量评价指标权重. 运用模糊C均值聚类(FCM)对船舶进行分级,构建新的船舶综合质量评价体系,并利用MATLAB进行算例验证.结果表明,FCM可降低人为设定船舶综合质量分级阈值的主观性问题,提高了海事管理机构对船舶综合质量管理的科学性.

  • 交通运输工程
  • 骆巧云,寿建敏
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 49-55. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.009
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    在分析北极资源的基础上,结合我国天然气供需、进口状况和北极航道通航环境分析,对通过北极东北航道和通过传统航线运输LNG的经济性进行比较,并从航线里程、航次、运输成本三方面论证北极东北航道LNG运输的经济性.采用敏感性分析方法探究航运环境各因素变化对北极航道航运成本的影响,展望了未来发展前景. 研究表明:东北航道航程明显缩短,但全年航次增加不多,运输成本无突破性降低.

  • 侯珏,刘芳,陈征
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 56-62. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.010
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    针对目前航道绿色水平评价方法的不足,研究基于熵权法和灰色关联分析法相结合的航道绿色水平评价方法.分析绿色航道内涵并分别提出航道建设期和运营期绿色水平评价指标体系.利用熵权法确定各评价指标的客观权重,克服了原始灰色关联中指标平权和专家赋值的不足;然后, 采用灰色关联分析法得到航道绿色水平评价值,充分利用了各指标的全部信息,并发挥了灰色关联适合具有一定灰度小样本事件的优势.对浙江省在建的高等级航道绿色水平进行实证分析,并与主成分分析法及熵权TOPSIS分析法进行对比.结果表明,该方法能够对航道建设期和运营期的绿色水平做出合理的定性评价,为航道绿色水平提供了一种可行的评价方法.

  • 杨光敏,罗志勇,杨珍花,靳志宏
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 63-69. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.011
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    基于甩挂运输轴辐式网络,建立甩挂运输牵引车调度优化模型,并设计基于启发式规则的模拟退火算法对模型进行求解.比较求解结果与实际调度规则的结果,本文算法可使执行任务所需时间减少19.37%,从而验证了模型与算法对于求解甩挂运输牵引车调度优化问题的有效性与实用性.

  • 曹静,杨佳茵,刘家国
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 70-76. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.012
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    从航运企业的危机潜在诱发因素入手,详细阐述危机诱发因素的信息收集要求以及辨识方法,建立一套完整的危机预警指标体系,并借助多指标可拓综合评价法构建航运企业危机预警的多指标可拓评估模型.实证研究表明,本文可用量化手段提高危机预警的精准程度,从而协助航运企业准确辨识潜在危机.

  • 李爱华,赵章焰
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 77-83. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.013
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    为准确判断在役起重机的安全状况,克服评价过程中单一赋权方法和最大隶属度原则的不足,运用组合赋权法和未确知测度理论,建立起重机安全等级评价模型.基于评价人员的评分结果,计算单指标未确知测度矩阵.分别用层次分析法(AHP)和信息熵法确定评价指标的主观权重和客观权重,运用博弈论将主观权重和客观权重合理组合.根据单指标未确知测度矩阵和组合权重计算多指标综合测度向量,利用置信度准则、等级特征值公式和等级判别准则确定评价对象的安全等级.实例计算表明:该模型可准确反映起重机的安全状况,评价结果更合理.

  • 张倩,杨华龙
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 84-88. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.014
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    针对集装箱班轮联盟的舱位互租决策问题,考虑需求的不确定性,构建班轮联盟舱位互租鲁棒优化模型,优化舱位互租量以及每个航段之间的舱位数.为求解模型,设计基于Benders分解的求解算法,并采用算例对模型与算法的有效性进行验证.结果表明,舱位互租与舱位分配的同步优化可以提高航线收益,鲁棒优化方法可以有效处理联盟航线运营调度中的不确定性.

  • 材料
  • 崔文彬, 韩云曌,崔新贵,魏美容,马鸿斌
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 89-94. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.015
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    为研究多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotube, MWCNT)纳米结构表面对流动沸腾的影响,使用化学气体沉积方法在硅表面制备多壁碳纳米管纳米结构表面,并应用于过冷流动沸腾实验中,实验过程中采用不同的流体温度和流体速度.结果表明,对比硅表面, MWCNT表面能够有效地提高流动沸腾传热效果,热流密度最高提高165%;在流速为118~227 kg/m2·s情况下,MWCNT纳米结构表面的作用效果在流速较高、加热面温度较高的情况下较为明显.

  • 热能与动力
  • 滕礼志,孙鹏,徐佳汇,钟兢军
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 95-101. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.016
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    为在扇形叶栅实验中应用进口导叶模拟实际动叶出口气流参数(即压气机静子进口气流条件),根据给定的压气机转子出口气流角经周向节距平均后沿相对叶高的分布曲线,设计3种进口导叶方案.通过三个方案的逐步优化,对比设计目标曲线,得到最终的设计叶型,并运用数值模拟方法对所设计的叶型进行气动分析.研究表明:本文设计的导叶出口流场可在设计点工况下为静叶提供接近真实压气机级内动叶出口的气流参数.最后,为指导扇形叶栅实验,通过改变导叶的进口马赫数研究导叶和静叶流场的变化规律.

  • 孙云,韩吉昂,钟兢军,管健
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 102-110. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.017
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    为改善旋转冲压压缩转子的总体性能,通过改变轮毂面沿流向的形状,获得具有不同压缩面及扩压面型式的改型方案,并采用ANASYS-FLUENT 6.3对不同方案的三维流场进行数值研究.结果表明,改变压缩面的曲率变化规律可以改变旋转冲压压缩转子内部激波系结构,并影响轮毂近壁区的流场结构以及总体性能;增加承压段的长度可以提高旋转冲压压缩转子的增压比,而增加扩压面的长度可以提高其效率以及总压恢复系数;方案Length-5的性能表现最佳,其效率较原型方案提升3.32%,增压比较原型方案提升7.31%.

  • 船舶与海洋工程
  • 余永华,唐俊,韩冬,王勤鹏,杨建国
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 111-117. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.018
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    针对大量采用机械式喷油系统的船用中速柴油机经济性和排放水平比较落后,特别是在低速低负荷工况下,不满足排放法规和船东要求的问题,以某型船用中速柴油机为对象,在燃烧室结构参数不变基础上,将原有的燃油喷射系统改造为高压共轨燃油喷射系统,分析喷油器结构参数和控制参数对柴油机缸内喷雾、混合气形成和燃烧过程的影响规律.仿真计算结果表明,优化后的高压共轨式柴油机能满足Tier II排放法规,低负荷下发动机的经济性提高近8%,全工况范围内NOx排放降低近30%.

  • 材料
  • 孙天航,王晓晔,黄乃宝,梁成浩
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 118-122. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.019
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    对阴离子膜燃料电池中碳基氧还原催化剂的研究进展进行详细评述,分析杂原子掺杂碳基催化剂在阴离子膜燃料电池上应用的可行性.在此基础上,提出杂原子掺杂的多孔纳米碳材料是阴离子膜燃料电池阴极催化剂今后的重要发展方向.

  • 船舶与海洋工程
  • 李业,任鸿翔,朱耀辉
    大连海事大学学报. 2016, 42(3): 123-128. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2016.03.020
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    针对现有雷达模拟器回波图像生成算法的不足,提出一种改进算法.该算法通过Vincenty公式将岸线地理坐标转换为平面坐标,有效解决了使用墨卡托投影坐标生成回波图像的变形问题,使方位距离的解算更加精确.采用一种RDP(Ramer-Douglas-Peucker)改进算法对岸线数据进行简化,提高了雷达模拟器岸线回波图像绘制效率.利用瑞利、韦伯、均匀分布模型对雷达杂波进行建模仿真,采用基于计算机图像裁剪的杂波生成与显示方法,较好地实现了杂波的圆周实时扫描.基于上述方法开发了JRC-JMA-9100系列雷达模拟器,比较结果表明,仿真效果良好.