哈尔滨工程大学学报 /oa “桑吉”号油轮沉没原因推测与分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801087 针对“桑吉”号油轮与“长峰水晶”号散货船碰撞着火后沉没的海难事故,本文基于事件梳理和船舶事故极限状态设计原理,开展了油轮沉没主要原因的推测和计算分析。对该事件进行了回顾并梳理相关重要信息,推测油轮沉没的一种可能原因:在碰撞受损的基础上,由于持续高温燃烧和交变波浪外载荷作用,导致高温区域船体钢材机械性能退化和结构塑性应变累积,造成碰撞受损区域局部构件撕裂和舱段剩余强度不足,进一步引发相邻舱室的总强度不足和大规模破舱浸水,一系列连锁反应,最后导致“桑吉”轮因储备浮力不足而整体沉没。在此基础上,根据事故现场的海况信息和沉没原因的推测,采用相近吨位油轮开展了破舱浸水后储备浮力和碰撞起火后船体剩余强度分析,计算结果在一定程度上验证了沉没原因推测的合理性。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1123 1131 3971935 李陈峰, 任慧龙, 周学谦, 许维军 海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201611064 为了准确有效地预报海上浮式风力机载荷与运动响应,本文针对系泊平台系统提出一种弱非线性间接时域方法。风力机平台遭遇的入射波作用力和静水恢复力直接在瞬时湿表面上积分计算获得;散射力采用线性势流理论处理;平台系泊力由悬链线方程计算得到。以OC3-Hywind spar风力机平台为对象进行了计算与分析,与线性方法相比,弱非线性方法得到的幅值响应算子(response amplitude operator,RAO)更大,且能够反映波浪力和恢复力与平台响应的相互影响。由于考虑了瞬时湿表面的影响,弱非线性方法计算结果更为合理,可以更好地反映大波高海况的波浪力特征,因而更加适合高海况下的平台运动性能分析。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1132 1137 1356417 胡天宇, 朱仁传, 范菊 核电平台的下沉过程分析及安全下沉时间计算 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612086 为了研究浮动核电平台因事故破损沉没而引出的安全下沉问题,需要计算下沉速度和时间以保证反应堆安全停堆。本文根据浮动平台下沉过程的特点,将其分为水面下沉和水下下沉两个阶段。根据稳性公式和伯努利方程,给出了水面下沉阶段下沉速度和时间的计算公式;依据潜艇下潜原理,由运动微分方程得到水下下潜阶段的下沉速度表达式。综合两个阶段,最终得到完整下沉过程的速度和时间的计算方法,并分析了下沉过程的影响因素。计算结果表明:破口位置和破口面积对水面下沉阶段的影响较大,而对水下下潜阶段影响较小;水面下沉阶段所用时间较水面下潜时间长,在此阶段应及时采取应急处理措施。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1138 1142 1453757 张鑫<sup>1</sup>, 杨飏<sup>2</sup>, 夏利娟<sup>1</sup> 规则斜浪中船舶多自由度耦合的参强激励横摇 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201611079 为研究船舶的参强激励运动,本文建立了瞬时等效旋转矩阵的新坐标转换方法,描述船舶在空间中的多自由度运动。基于瞬时等效运动体系建立考虑随船坐标系位置瞬变的多自由度耦合运动方程。引入航向控制条件,对多自由度运动方程进行改进,从而研究船舶在规则斜浪中定向航行下的参强激励横摇运动。并以某C11集装箱船为例,计算其在规则斜浪中不同波浪条件下的运动。分析发现:小波向角差异下的运动存在一个相对固定的相位时间延迟;斜浪中参数激励和强激励对运动的影响与波向角、波幅和波长有关,且在参强激励发生时,其运动频率是否受到固有频率的影响也与这些波浪条件有关。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1143 1149 3176841 周光耀<sup>1,2</sup>, 唐友刚<sup>1,2</sup> 双自由度变截面圆柱涡激振动数值模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701002 针对海洋工程中常见的涡激振动问题,探讨了变截面圆柱形式对涡激问题的抑制效应。将立管振动简化为质量-弹簧-阻尼系统,基于SST <i>k-ω</i>湍流模型联合使用有限体积法对圆柱的涡激振动问题进行研究,采用四阶Runge-Kutta法求解圆柱在涡激作用下的振动响应。讨论了二维圆柱涡激振动的振幅、振动轨迹及涡脱形态,并验证分析方法,在此基础上对三维变截面圆柱的涡激振动问题进行模拟分析。结果显示,变截面圆柱的振动幅度较圆柱的振动幅度有所降低,变截面圆柱的突变处会对涡柱产生“割裂”的影响。该结论为涡激振动抑制效应研究及模型试验提供依据。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1150 1157 3786606 马哲<sup>1,2</sup>, 徐海炜<sup>3</sup>, 程勇<sup>4</sup>, 翟钢军<sup>1,2</sup> SWAN模式对西行台风所致台风浪的模拟分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612099 针对西行台风浪特征难以把握的问题,基于目前国际先进的第三代海浪模式SWAN(simulating waves nearshore),以具有高精度、较高时空分辨率的CCMP(cross-calibrated,multi-platform)风场为驱动场,模拟分析影响中国海域的一系列西行台风浪特征。结果表明:以CCMP风场作为SWAN模式的驱动场,对中国海的台风浪进行数值模拟是可行的,模拟的有效波高具有较高精度;从统计的几个西行台风来看,近台风中心波高的低值中心主要位于台风中心的南部或西南部;西行台风的台风浪大值区并不严格分布于危险半圆(第一、第四象限),西行台风浪的大浪区主要分布于第一、第二象限,大浪区与传统的危险半圆重叠区域主要为第一象限。本研究为提高对西行台风浪的预报能力提供理论基础。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1158 1164 2889095 高成志<sup>1</sup>, 郑崇伟<sup>1,2,3</sup> 桩筒复合基础筒体结构优化及承载性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701022 由于桩筒复合基础本身具有固有频率,为防止结构发生破坏,在设计其尺寸时应避免其固有频率与可能的荷载频率过分接近。本文利用ABAQUS软件对桩筒基础进行模态分析,得到最佳筒桩直径比和筒裙高度;对桩筒复合基础与传统单桩基础承载性能进行比较,讨论筒体和桩体受力特点;开展了室内试验,验证了模型的可靠性。结果表明:桩筒复合基础较单桩基础有明显承载优势和防冲刷效果,增加筒体直径是提高承载力的重要因素,而筒体高度超过一定值后承载力提高不显著。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1165 1171 2852640 刘红军<sup>1,2</sup>, 张鹏<sup>2</sup>, 王荃迪<sup>2</sup>, 杨奇<sup>2</sup> 螺旋桨-冰切削过程中接触载荷试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704094 冰对螺旋桨的碰撞是一个非常复杂的过程,经常导致螺旋桨桨叶发生变形和损坏,影响了船舶的航行安全。为了研究螺旋桨-冰的切削和碰撞,本文在空气中和水中分别开展了不同模型冰推送速度、切削深度、螺旋桨转速和进速系数下螺旋桨-冰的切削试验,测量了螺旋桨的推力和扭矩。试验结果表明:螺旋桨-冰在空气中切削时,切削深度越深,螺旋桨的推力越小,扭矩越大;模型冰推送速度越快,螺旋桨的推力和扭矩越大。螺旋桨-冰在水中切削时,切削深度越深,螺旋桨的推力和扭矩越大;模型冰推送速度的变化对螺旋桨推力和扭矩的影响很小;螺旋桨-冰之间的距离减小时,螺旋桨的推力和扭矩并不是恒定增加的。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1172 1178 2795911 郭春雨, 徐佩, 赵大刚, 骆婉珍, 宋妙妍 洪水数值模拟的三维动态可视化方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704008 针对洪水淹没的灾害评估与应急决策管理等问题,本文结合GIS技术与Mike21软件,设计了基于Mike21计算数据的GIS洪水淹没三维动态可视化方法。基于GIS构建研究区段数字地形,建立Mike21二维洪水数学模型,确定糙率与边界条件;模拟典型工况下的来洪情况,计算洪水淹没范围、历时、水深、水位和流速等要素;通过可视化数据的提取与建筑物实体参数化建模,对研究区域三维场景融合,并采用空间数据库与属性数据库相互调用机制,实现淹没过程的动态模拟与实时信息查询。以依兰航电枢纽区段为例,设计开发了依兰航电枢纽区段洪水淹没三维动态可视化系统,能够较好地将Mike21数值模拟结果与GIS的数字地形模型进行耦合,实现洪水淹没三维可视化,为研究区段防洪决策提供数据参考。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1179 1185 3306688 耿敬<sup>1</sup>, 张洋<sup>1</sup>, 李明伟<sup>1</sup>, 耿贺松<sup>2</sup>, 王远明<sup>3</sup> 带倾斜薄板的梯形声场建模及其振声特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703055 针对带倾斜薄板的梯形声场声学建模问题,提出了一种基于Chebyshev-变分原理的非规则声场-结构耦合系统建模方法,建立了弹性边界约束下倾斜薄板-梯形封闭声场耦合模型。将结构位移和声场声压分别表示成多重Chebyshev级数形式,按照利兹方法分别求解结构和声场的拉格朗日泛函,得到耦合系统的特征方程并求得系统的固有频率和模态。与有限元结果的对比验证了本文方法的正确性,并就结构边界条件及声场倾斜角度对耦合系统固有频率的影响进行了分析。分析结果表明:倾斜角的存在增强了声场模态的不规则程度,倾角的增大使得耦合系统板控频率依次递减,而腔控频率的变化趋于复杂;薄板倾斜边界约束的释放使得耦合系统各阶固有频率显著减小。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1186 1190 1777453 陈跃华<sup>1,2</sup>, 靳国永<sup>2</sup>, 刘志刚<sup>2</sup>, 王延召<sup>3</sup> 码头环境下基于组合阵的高分辨噪声源聚焦定位 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704025 针对码头测试中噪声源定位受到多途效应影响的问题,本文提出了一种码头环境下基于组合阵列的高分辨噪声源近场聚焦定位方法。该方法采用在均匀声压阵中配置矢量传感器的基阵形式,充分利用多途信道信息生成与实际码头信道声传播特性相匹配的空间聚焦波束;结合被动时间反转技术得到更尖的聚焦峰和更强的背景抑制能力;同时引入最差性能优化思想减小了各种失配误差引起的高分辨聚焦定位方法性能下降。仿真和水池试验结果表明该方法在码头复杂声场环境下可以实现噪声源高分辨聚焦定位,且具有较强稳健性。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1191 1197 3139131 于树华<sup>1,2</sup>, 时胜国<sup>1,3</sup>, 时洁<sup>1,3</sup>, 韩闯<sup>4</sup> 碱式硫酸镁水泥混凝土梁剪切破坏的试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612073 为了探索碱式硫酸镁水泥混凝土在结构工程中的应用,本文进行了14根碱式硫酸镁水泥混凝土梁的抗剪性能试验,测试了静载下梁的挠度、承载力、裂缝扩展、箍筋和混凝土的应变等。试验结果表明:两种材料梁的破坏模式有一定差异;对比普通混凝土梁,碱式硫酸镁水泥混凝土梁在开裂荷载等方面具有一定优势(开裂弯矩大约10%);随着碱式硫酸镁水泥混凝土强度的提高,梁的抗裂、抗剪承载力提高,变形变小,但延性降低。现行的普通混凝土梁剪切刚度、挠度计算等公式适用于碱式硫酸镁水泥混凝土梁,但承载力和裂缝宽度计算公式需要修正。试验结果表明碱式硫酸镁水泥混凝土可应用于钢筋混凝土斜截面破坏梁。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1198 1205,1226 2879566 曾翔超<sup>1</sup>, 余红发<sup>1,2</sup>, 吴成友<sup>2</sup> 考虑桥墩非线性的深水桥梁抗震性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701023 针对目前深水桥梁抗震流固耦合研究中对桥墩非线性的影响认识的不足,本文基于弥散裂缝混凝土理论,建立了考虑钢筋混凝土桥墩非线性的三维桥梁墩柱实体模型,研究了弥散裂缝混凝土模型对于模拟地震作用下钢筋混凝土结构力学行为的可行性。在此基础上,采用<i>Φ-U</i>格式的势流体单元模拟桥墩周围水体,建立了考虑桥墩的非线性深水桥梁流固耦合分析模型,研究了不同地震重现期下动水效应对采用非线性桥墩的深水桥梁的影响。研究表明:采用非线性桥墩之后,结构的振动特性将与线弹性结构有所差别,从而导致动水效应对结构的影响不同于动水效应对线弹性结构的影响,桥墩非线性较明显时,动水对桥梁结构的影响较大。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1206 1211,1226 3089443 庞于涛<sup>1</sup>, 游科华<sup>2</sup>, 欧阳辉<sup>1</sup>, 袁万城<sup>2</sup> 寒冷地区住宅地板表面温度对地板供暖房间内环境参数的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201611068 为研究室外环境参数与地板表面温度同时变化对地板供暖房间内环境参数的影响规律,本文采用湍流Realizable <i>k-ε</i>模型模拟计算了4个地板温度下的室内温度场和C<sub>7</sub>H<sub>8</sub>浓度场。结果表明:地板表面温度小范围变化时,室内温度平均水平随时间表现出了相似的变化规律,地板表面温度为24℃时,能满足供暖温度需求,但不能满足舒适性要求;地板表面温度从25℃变化到27℃,<i>Z</i>=1.1 m水平面上的污染物浓度平均值在扩散时段的最大相对偏差仅为1.25%,但不同房间内温度场及污染物浓度场的局部分布特征则存在较大差异。地板表面温度大于等于25℃时,室内PMV值均大于等于-0.75,满足舒适性要求。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1212 1219 3772462 王烨<sup>1,2</sup>, 常悦<sup>1</sup>, 夏昕彤<sup>1</sup>, 闫若文<sup>1</sup>, 孙鹏宝<sup>1</sup> 全景视觉非线性核相关滤波目标跟踪技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705042 为了实现全景视觉下目标跟踪,本文提出了基于非线性核相关滤波的全景视觉目标跟踪算法,该算法将岭回归与循环样本矩阵和经典的相关滤波联系在一起。通过核技巧,建立了非线性回归函数,解决了全景成像畸变的影响。通过在极坐标系下构造傅里叶形式的梯度方向直方图特征描述子(HOG),保证了全景目标的旋转不变性。针对全景成像特点设计自适应机制和基于极坐标表示的目标搜索机制。以OTB100库中存在平面内旋转情况的图像序列与原方法进行对比实验,本文算法跟踪精度提高13.5%。并在全景图像上进行实验,相比于原方法,本文算法能够实现有效全景视觉目标跟踪。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1220 1226 3083532 朱齐丹, 韩瑜, 蔡成涛 偏置面齿轮安装误差容差性与敏感性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612082 为确定偏置面齿轮安装误差工艺参数,本文建立了含安装误差偏置面齿轮副的通用啮合坐标系和齿面接触分析算法。基于TCA获取的齿面接触印痕,提出了采用安装误差公差表征容差性、采用参考接触点位置和接触迹线方向角偏移量表征敏感性的分析方法。应用Matlab软件进行了程序化并仿真,分析表明:轴夹角误差最敏感,容差性最差,而偏置误差最不敏感,容差性最好,实际安装调整时要严格控制轴夹角误差;右齿面的容差性比左齿面好,且偏置距越大,右齿面容差性越好,左齿面容差性越差;安装误差使齿面参考接触点位置主要在齿宽方向移动,而在齿高方向变化不大,且左、右齿面的参考接触点位置偏移量变化规律相同,但左、右齿面的接触迹线方向角偏移方向相反。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1227 1232 1956258 付学中<sup>1</sup>, 方宗德<sup>1</sup>, 向龙<sup>1</sup>, 李建华<sup>1</sup>, 崔艳梅<sup>2</sup> SR-CNN融合决策的眼部状态识别方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612071 为了研究人眼状态识别对人眼定位的依赖性和实际使用中分类模型泛化能力不佳的问题,本文提出了一种基于选择性区域的卷积神经网络的融合决策的眼部状态识别方法。该方法用SR方法预处理wild人脸数据集,扩大了训练集的规模并引入了对眼部的先验知识,在此基础上训练卷积神经网络的分类模型进行眼部状态识别的评估。对比实验结果可知,基于SR-CNN融合决策的眼部状态识别方法测试的准确度能达到95%左右,显著降低了测试错误率,提高了模型的泛化能力和准确性。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1233 1238 2791504 黄斌, 陈仁文, 周秦邦, 唐杰 断面收缩率对楔横轧42CrMo/Q235层合轴界面结合特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201708050 断面收缩率为楔横轧工艺的重要参数,对轧件的成形质量具有显著影响。本文采用楔横轧方法成形42CrMo/Q235层合轴,探究断面收缩率对楔横轧42CrMo/Q235层合轴的界面结合强度、界面显微组织、元素Cr扩散、显微硬度以及拉伸断口形貌等界面特性的影响。研究结果表明:经过楔横轧高温轧制成形,基材Q235与覆材42CrMo实现良好的冶金结合,界面结合强度随断面收缩率的增加而增大。随断面收缩率增加,结合界面处的晶粒度减小,Cr元素由覆材42CrMo向基材Q235的扩散深度增加,与界面距离相同位置处的显微硬度增加;与此同时,随着断面收缩率增加,拉伸断口韧窝尺寸减小,韧窝氧化物颗粒越弥散。但当断面收缩率在65%以上时,轧件覆层易缩颈或发生断裂。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1239 1244 3225536 闵海涛<sup>1,2</sup>, 彭文飞<sup>1,2</sup>, 吴焕铭<sup>1,2</sup>, 徐东明<sup>1,2</sup>, 吴志军<sup>1,2</sup>, 束学道<sup>1,2</sup> 16-QAM信号的最佳干扰分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704090 依托高效能电子战的背景,针对其缺乏理论依据的问题,本文从理论上分析了正交幅度调制(quadrature amplitude modulation,QAM)的最佳干扰样式,推导了信道为AWGN信道时<i>M</i>-QAM在二维数字调制干扰下的误码率通式,研究了基于凸分析的16-QAM通信系统的最佳干扰样式以及在最佳干扰下16-QAM通信系统的传输性能,分析了相位差、时延差对干扰效能的影响。仿真实验结果验证了<i>M</i>-QAM在二维数字调制干扰下的误码率公式的准确性,且理论分析和仿真实验均表明了当干信比大于-3 dB时,16-QAM通信系统的最佳干扰样式为QPSK。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1245 1250 2291292 孙志国<sup>1,2</sup>, 徐天宇<sup>1,2</sup>, 邓昌青<sup>2</sup>, 宁晓燕<sup>1</sup>, 郭黎利<sup>1</sup> 改性5A分子筛化学吸附低浓度SO<sub>2</sub> /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705001 针对密闭空间低浓度二氧化硫气体危害人体健康的问题,本文采用将三乙醇胺负载于改性的5A分子筛制成吸附剂的方法,以去除低浓度有害SO<sub>2</sub>气体。通过固定床反应器检测硫化物的吸附容量,采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X-射线光电子能谱仪(XPS)等表征吸附剂的性能。实验结果表明:SO<sub>2</sub>的吸附量主要受三乙醇胺的吸附量与反应温度的影响。TEA/MZs-100-20吸附剂对低浓度SO<sub>2</sub>气体显示出优异的吸附性能:在20℃下,三乙醇胺负载量为100wt%时,其穿透实验时间达到205 min,饱和吸附量达到91.41 mg/g。通过傅里叶红外光谱及XPS分析,证实了去除低浓度SO<sub>2</sub>的吸附反应机理。 2018年07月05 00:00 2018年07期 1251 1256 2149210 王桂香<sup>1</sup>, 马福秋<sup>1</sup>, 付家宽<sup>2</sup>, 董国君<sup>1</sup>