2018年, 第44卷, 第4期 刊出日期:2018-12-05
  

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    船舶与海洋工程
  • 贾宝柱,吴雷振,纪然,王宪磊,韩学胜
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 1-7. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.001
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    为准确预报超大型油轮风载荷,采用SolidWorks建立某超大型油轮的三维模型.在合理设定计算域及网格划分的基础上,选择适当的边界条件及流体动力学方程,计算不同风舷角下船体的纵向、横向及艏摇风载荷系数,并与Isherwood公式估算得到的风载荷系数进行对比.根据空气动力学原理分析部分风舷角下引起二者偏离的主要因素,重点分析艏摇系数存在明显偏差的原因.分析表明,本文提出的流体动力学方法能够有效提高超大型油轮的风载荷估算精度.

  • 肖进丽,付耀方,程涛
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 8-14. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.002
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    根据不同情况下单锚泊船舶运动规律,提出相应的基于AIS信息的单锚泊船舶走锚监控预警方法.对于风、流较小时的船舶走锚监控,首先,采用一种基于相似度曲线且其Eps邻域阈值可调的改进密度空间聚类算法(DBSCAN),对原始锚泊船舶位置信息进行去噪处理;然后,对去噪后的数据进行圆曲线拟合,求出轨迹圆心并视为锚位点;最后,将其位置变化以及船速变化一并作为走锚的判定依据来判断船舶是否走锚并报警.对于风、流较大时的锚泊船走锚监控,则先确定锚泊船“∞”型运动的两个极限点的位置;然后,基于该两个极限点位置求出锚位点;最后,根据船位距锚位点的距离变化及船速变化进行走锚分析和判断.实例和模拟分析证明了所提方法的有效性.

  • 侯立勋,胡安康
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 15-20. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.003
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    为对斜流中螺旋桨的水动力性能进行研究,基于低阶速度势面元法建立斜流螺旋桨水动力性能迭代计算模型, 采用面元法对螺旋桨的水动力性能进行计算,并计算其在桨盘面上的诱导速度.在迭代计算过程中,根据来流速度和诱导速度对尾流进行调整,并对螺旋桨水动力性能进行重新计算,直至螺旋桨水动力收敛.实例计算结果表明,相对直流中运动的螺旋桨,斜流使得螺旋桨推力和转矩明显增加;效率在低进速条件下增加,而在高进速下降低.

  • 杨宗默, 马殿光,李晓松, 干伟东
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 21-27. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.004
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    为减小由于大、小时间区域划分不明确导致的三维时域Green函数的数值误差,对小时间区域采用级数展开,对过渡区域及大时间区域采用精细积分法对三维时域 Green 函数进行精细地数值计算. 基于三维时域Green函数求解船舶辐射力,分别对 Wigley 型船和S60型船进行数值计算.结果表明,水动力系数数值计算结果与试验结果及文献结果吻合较好,证明了所建模型的可靠性.

  • 姜兴家,张鹏,孙晓磊,孙培廷,张跃文
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 28-34. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.005
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    针对单一阈值判断法在判断船舶动力装置状态参数时的局限性问题,提出阈值走廊的概念.利用麦夸特算法对阈值基线进行非线性拟合,运用标准化残差中的质量控制原则设定阈值走廊,使用平均绝对百分比误差法对阈值基线进行比较并建立阈值自适应模型,使得船舶动力装置在性能退化过程中能够实现阈值走廊的自更新.选取“育鲲”轮某航期内海水泵出口压力进行实例验证.结果表明,压力阈值随海水滤器性能退化而发生变化;建立的阈值走廊能够显示阈值变化趋势并能灵活精确地反应不同时段的阈值范围.
  • 曾小龙,茅云生,宋利飞,董早鹏,包涛
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 35-42. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.006
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    针对无人艇的避碰规划问题,设计一种基于改进细菌觅食优化(BFO)的自主避碰算法. 针对基本BFO算法收敛速度慢、寻优精度低、稳定性低的不足,设计自适应递减分维趋化步长代替固定步长以实现步长的自适应调整,提出优适探寻游动方法解决基本BFO算法无效游动与重复游动的缺陷,设计自适应迁徙概率代替固定迁徙概率以解决基本BFO算法可能导致精英个体丢失的情况. 函数测试仿真表明,改进BFO算法具有更好的收敛速度、寻优精度以及稳定性.改进算法应用于无人艇避碰仿真结果证明,该改进算法能够快速安全地实现无人艇在动态障碍下的自主避碰.

  • 黄成,朱金善,张锋,郭沐壮
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 43-48. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.007
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    为提高船舶夜航光环境评价精度,从而更好地治理海上光污染,保障船舶夜航安全,在充分考虑光环境质量等级划分时边界的模糊性和不确定性的基础上,利用云模型的不确定推理特性和物元可拓理论兼具定量、定性分析的优点,提出一种基于云模型改进物元结构的船舶夜航光环境评价模型:采用层次分析法、熵权法以及均方差法确定光环境评价指标权重,从而弱化主观因素的影响;构建光环境质量标准云物元模型,计算待评物元与标准云物元模型的关联度,通过信息熵理论确定光环境质量等级;根据信息熵理论定义了置信系数,使得评价结果的可信度易于定量计算.实际算例验证了该模型的有效性和优越性.

  • 梁民仓,尹勇,刘虎,董洪仓
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 49-54. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.008
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    针对现有ROV(Remote Operated Vehicle)收放操作培训中采用实船培训风险大、成本高、培训周期长,并且缺乏完善的深潜器收放操作培训系统的问题,提出基于反向运动学原理的角色IK控制方法,结合关键帧动画实现虚拟人操作行为的仿真;提出脐带缆机和ROV门吊联动运动数学模型,实现了缆绳伸缩和门吊转动的同步控制;利用视角切换、操作提示和GUI界面等技术,增强了系统交互性.仿真结果验证了模型的有效性,研究成果已应用于载人深潜器收放操作仿真系统中.

  • 交通运输工程
  • 牛东翔,张思骢,谢新连
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 55-60. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.009
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    基于运输可靠性的内涵,对运输航次的装载、航行和卸载三个阶段可靠性影响因素进行分析,建立液化天然气海上运输可靠性综合评价指标体系.运用层次分析法确定各指标权重,采用证据推理理论对定性及定量指标进行信息融合,实现不同船舶执行航次运输任务的可靠性综合评价.以广东液化天然气项目为例,对该项目运输船舶的航次运输任务完成情况进行综合评价,结果验证了该方法的可行性,可为液化天然气海上运输的计划优化及可靠性管理提供参考.

  • 钟丹丹,董岗
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 61-67. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.010
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    为研究在日趋激烈的竞争环境中区域港口的定价策略选择,利用Bertrand模型建立单次同时博弈及序贯博弈模型,深入分析区域港口的定价策略内在机理. 此外,考虑到单次博弈不足以说明区域港口在长期博弈中的定价策略选择,故对区域港口在无限次重复博弈中的定价机理进行研究,并用算例对模型结果进行验证.研究发现:区域港口在竞争环境中也存在一定程度的默契合谋定价,并且这种默契合谋定价策略会随着博弈次数的增多而逐渐趋于稳定. 研究成果对港口资源整合中主管部门加强反垄断规制具有参考意义.

  • 刘高磊,戴冉,郝庆龙
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 68-73. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.011
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    鉴于液化天然气(LNG)终端港址综合评估中考察因素复杂、广泛及以往过于依赖人为主观因素的原因,采用模型耦合方式,构建基于云物元理论和主客观综合赋权法的LNG终端港址综合评估模型.通过主客观综合赋权法确定各指标综合权重,结合云模型和物元理论构建LNG终端港址综合评估标准云物元模型,并借助云物元关联函数确定待评物元与标准云物元模型之间的关联度.为消除随机误差,提高结果可信度,利用算法多次计算和分析,使结果可同时给出评估结果和可信度.实例分析进一步验证了该模型在终端港址比选中的优势与可靠性,为今后LNG终端港址比选工作提供了参考.

  • 热能与动力
  • 徐文峰,孙鹏,黄龙盛
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 74-82. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.012
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    采用数值模拟方法,研究不同弦向长度的间隙结构对近失速工况下跨声速压气机静叶流场结构以及气动性能的影响,探究叶顶间隙泄漏流对角区分离的影响机理.研究结果表明:静叶顶部间隙产生的泄漏流可吹除角区的低能流体团,抑制吸力面侧的角区分离,削弱流道堵塞情况,有效推迟了压气机失速;静叶前部间隙对叶栅性能的改善情况与全间隙类似,而后部间隙对压气机的性能影响较小,且降低了压气机的稳定裕度.

  • 杨益,陆华伟,郭爽,庞文瑄,王宇,钟兢军
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 83-91. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.013
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    受“仿生学”思想启发,尝试将球状凹坑非光滑形态应用于某典型高负荷扩压叶栅吸力面侧,以探究其对叶栅流动特性的影响.选取吸力面侧38% ~ 60%弦长处4排深度介于0.2 mm~0.6 mm的凹坑为研究对象,基于经实验校核后的雷诺时均方法进行定常计算.结果表明:凹坑阵列能够有效消除沿叶展方向的分离泡,同时使得叶栅角区流向分离位置向叶片尾缘处移动.在设计马赫数下,凹坑对于通道涡沿叶展方向的抬升也起到抑制作用,简化了角区内涡系结构.基于上述原因,本文在吸力面附面层分离位置前设计的五种凹坑方案均能有效降低叶栅出口总压损失,损失降低最多达10.8 %;且随着凹坑深度的增加,损失呈现递增的趋势.

  • 张洪鑫,陈绍文,王松涛,王仲奇
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 92-98. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.014
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    提出一种新的非定常流动控制技术——非定常脉动抽吸,并将其应用到某高负荷压气机中,以达到控制流动分离的目的.在时均抽吸量ms= 0.4%和ms=0.53 %时,相比定常抽吸,在一个给定的激励频率范围内,非定常脉动抽吸在降低总压损失系数方面均显示出很大的优势,且分别存在一个最佳的激励频率,使得总压损失减小分别达9.4 %和14.2 %.在相同时均抽吸量下,非定常脉动抽吸控制流动分离的效果明显优于定常抽吸,其中,在时均抽吸量 ms= 0.29 %时,非定常脉动抽吸相比定常抽吸损失减小了11.6 %.

  • 高洪涛,钟冠翠,吕维,季秀鹏,洪嘉驹
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 99-105. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.015
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    通过将大密度比两相流的自由能模型与格子热模型耦合建立一种新的描述气液相变的非等温格子Boltzmann模型,模拟研究毛细管内节流相变过程.结果表明,管内压降是驱动毛细管流动相变的重要因素.同时发现,气液两相间存在高温区,说明相变过程中靠近界面的液体可以不断地从高温处吸收热量,最后完全蒸发为气体.在速度分布上,模拟结果表明,管中心区域气体的速度远大于周围液体的速度.通过格子Boltzmann方法,从更细微的角度解释了毛细管相变机理.

  • 韩冬雪,蒋鹏,尹鸿鸣
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 106-114. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.016
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    针对二甲醚与空气预混燃烧特性,利用在线光谱与色谱技术研究不同当量比对其燃烧的影响.二甲醚和空气预混气当量比小于1时,出现双火焰,利用光谱在线研究不同当量比时双火焰的发光情况;当量比大于1时,利用气相色谱法在线检测了尾气排放,检测到的非常规排放物除常见的甲醛和甲醇外,还检测到了乙醛,同时探讨了当量比对尾气中三种排放物浓度的影响.光谱结果表明,双火焰时上方火焰只有OH*发光和非常微弱的CH*发光,而下方火焰中有OH*、CH*以及C2*的发光谱带,且CH*和C2*的发光强度随当量比的减小而减弱.气相色谱结果表明,尾气中甲醇和乙醛的浓度随当量比减小而减小,甲醛排放量随当量比减小先增加后减小.

  • 慕光宇,米小珍,王枫
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 115-120. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.017
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    为进一步分析压缩机舌簧阀运动失效机理,揭示油膜黏滞力对舌簧阀运动过程的影响,建立黏滞作用下排气阀运动的单自由度系统模型.该模型综合考虑了阀片工作过程中与限位器发生贴绕的运动特点,以及黏滞力对阀片运动的影响.采用四阶龙格库塔法编制程序,在MATLAB环境下进行数值求解, 并通过排气阀位移测量实验进行验证.结果表明, 考虑黏滞作用的运动模型计算结果中有71.9 %的数据点落在10 %误差带内.与不考虑黏滞作用的单质点模型相比,该模型可更加准确地描述排气阀的动态特性. 最后,利用新模型分析了运动黏度和阀片刚度对舌簧排气阀开启时间和关闭过程的影响.该研究可为舌簧阀的可靠性设计及耐久性研究提供参考.

  • 控制
  • 王召东,郭晨
    大连海事大学学报. 2018, 44(4): 121-126. https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.04.018
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    为提高ORB_SLAM2在动态环境下位姿估计的准确性,提出使用语义分割剔除分布在人上的移动特征点进而提高位姿准确性的方法.该方法在对输入图像提取ORB特征点的同时,对图像进行语义分割,获得人在图像中的像素点位置,再将这些分布在人上面的特征点进行剔除,并使用剔除后相对稳定的特征点进行位姿估计.利用改进方法在TUM公共数据集上进行测试,结果表明,改进后的系统能够明显降低动态环境下位姿估计的绝对误差和相对漂移,证明了该方法较原始的ORB_SLAM2系统能够明显提高动态环境下位姿估计的准确性.