哈尔滨工程大学学报 /oa 噪声与单频声波非线性互作用规律 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201702005 针对随机噪声和单频波在非线性介质中的互作用现象,本文研究其传播过程中不同频率的能量演化规律,讨论随机噪声场在加入强单频波后对其功率谱的影响规律。从Rudenko推导的噪声和单频波的非线性互作用方程出发,理论研究其中能量在不同距离的功率谱变化,并利用有限差分方法,数值求解噪声与单频波非线性互作用过程中不同距离的功率谱。给出了不同情况下强单频波对随机噪声能量在频域范围的重新分配规律,结果表明:对于高频波频率比噪声频率高的情况,噪声的能量被调制到高频及其谐波两侧;高频波频率在噪声频带内会使原噪声在频域展宽;有限振幅噪声能量的转换效率在加入高频波情况下将会提高。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1345 1350 2239310 杨德森, 刘庆, 时洁, 张昊阳, 时胜国, 胡诗涌 四桨推进船舶螺旋桨负荷数值计算分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607004 针对四桨船舶内外桨负荷分配不均匀的情况,本文采用混合网格技术,对四桨船舶螺旋桨水动力性能进行了计算。分析了附体以及内外桨相互干扰对螺旋桨负荷的影响,从伴流场的角度分析了内外桨负荷不均匀的原因。研究发现:前后桨之间相互影响,内后桨处于外前桨的尾流中,所以内后桨受影响更大;与螺旋桨旋转方向相反的周向预旋伴流,可有效提高螺旋桨负荷,且伴流速度越大,效果越明显。双臂轴支架位于螺旋桨近前方,对桨前伴流场具有重要影响,合理调整轴支架角度,可以达到减小内外桨负荷差的目的。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1351 1358 1123899 孙帅, 常欣, 叶礼裕, 王超, 张洪雨 改进SST湍流模型在分离流中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606063 针对标准SST模型无法对分离流动进行准确的数值模拟的问题,本文根据分离流动的特性,在传统SST模型的基础上增加了能量传递耗散项,提升了该模型对分离流动的模拟精度。以开源软件OpenFOAM为平台,运用改进的SST湍流模型,对亚临界雷诺数情况下的圆柱绕流算例进行计算,并结合已有的实验结果,与原始SST模型的计算结果进行对比。结果证明:改进的SST模型能有效弥补原始SST模型在模拟分离流时,漩涡脱落强度偏小的缺陷,对于亚临界雷诺数下的分离流动的数值模拟具有良好效果。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1359 1364 1451834 康庄, 倪问池, 孙丽萍 舰船瞬态噪声测试分析方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605020 针对舰船典型瞬态噪声量级及特征频谱准确获取问题,本文依据高阶统计量理论,突破了瞬态噪声产生和结束时刻判别技术,综合运用时频分析、FIR滤波器、瞬态信号能量计算等多种信息处理方法,建立了舰船瞬态噪声总体能量和频谱计算方法。本文构建了不同瞬态工况噪声对比平台,并开展了理论仿真和海上锚泊状态下声源模拟验证试验研究。研究结果表明,建立的瞬态噪声信息处理方法,能够准确获取瞬态噪声产生和结束时刻,以及瞬态噪声总体能量大小和特征频谱,其频谱总能量与实际相差小于1 dB,有效验证了该方法的工程有效性和实用性。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1365 1372 2327480 余桐奎<sup>1,2</sup>, 刘文帅<sup>2</sup>, 于树华<sup>1</sup>, 时胜国<sup>1</sup> 非下采样轮廓波变换的前视声呐图像融合 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606093 针对前视声呐图像清晰程度不同,局部区域模糊的特点,本文提出一种基于非下采样轮廓波变换的前视声呐图像融合算法。依据图像多尺度分解的理论,对源图像进行非下采样轮廓波变换,得到一系列多尺度子带分解系数;根据图像中清晰目标反射声波能量大、对比度高特点,构建前视声呐图像融合规则,即低频子带采用Gabor能量、高频子带计算局部对比度指导融合规则,提出区域一致性校验准则抑制图像噪声,产生融合图像多尺度子带分解系数,并应用非下采样轮廓波逆变换获得融合图像。声呐图像融合对比实验证明,采用提出方法生成的融合图像在主观视觉和客观指标上均优于其他融合方法。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1373 1379 1696757 张健<sup>1,2</sup>, 卞红雨<sup>1,2</sup> 展向周期振动平板的近壁面流场特性实验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605044 为了研究壁面展向振动对壁面摩擦阻力及近壁面流场湍流强度的影响,本文开展了在水槽中利用粒子图像测速方法(PIV)分析薄板表面流场信息的实验研究。将一薄板放置于低速水槽中,通过激振器使薄板展向振动,调节激振器的振幅和频率实现不同工况,薄板前缘安置激流丝用以激发壁面湍流。利用粒子图像测速方法连续采集一段时间内的近壁面法向速度剖面,观察近壁面漩涡分布情况,并利用将平均速度剖面与经典湍流对数律拟合的方法估测壁面摩擦应力,为了研究湍流强度影响,对结果进行处理,得到流向速度与法向速度脉动均方根。结果发现:振动后近壁面的漩涡分布明显较少,速度波动明显减弱,流场速度特性趋于层流特性;在振动工况下估测的壁面摩擦阻力均小于非振动工况下,并且在实验工况内振幅和频率增大,减阻效果增强,说明了振动的强度对减阻特性有影响;同时,振动均减小了脉动速度均方根,削弱了近壁面湍流强度,也说明了减阻的机理是降低了近壁面湍流强度,使近壁面流动趋于层流。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1380 1384 1271846 邓飞<sup>1</sup>, 赵建鹏<sup>1</sup>, 董海军<sup>2</sup>, 单明明<sup>2</sup>, 唐勇<sup>1</sup> 基于零体积速度模态配置的结构声主动控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605048 耦合模态空间控制方法可以对被控系统的固有频率、阻尼比和模态振型进行配置。针对结构低频振动噪声的主动控制问题,本文采用耦合模态空间控制方法将结构的振动模态控制为零体积速度模态。以矩形简支板为例进行了结构声辐射主动控制仿真,将板的第1阶和第4阶振动模态控制为零体积速度模态,结果表明,简支板的低频声辐射得到了有效控制。本文提出的结构声主动控制方法可以有效控制结构低频振动噪声,同时具有物理意义清楚、控制过程简单、控制率的设计与激励力大小和位置无关等特点。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1385 1390 1644713 白金<sup>1,2</sup>, 黎胜<sup>1,2</sup>, 夏茂龙<sup>1,2</sup> 船舶引航过程风险马尔科夫链模型动态仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605025 为定量研究特定水域船舶引航过程风险演化规律,有效进行船舶进出港安全预控,本文通过对港区水域船舶引航作业工作流程分析,确立不同船舶引航作业任务的风险程度,提出船舶引航状态处于港内外锚地、航道和泊位前沿等水域之间的转移方程。计算结果表明:船舶引航状态的转移符合马氏稳态特性,经潮汐型波动后走向稳定;船舶航行状态转移的过程变量对港区水域总体船舶秩序影响明显。基于马尔科夫链蒙特卡洛方法的过程风险仿真模型适用于海上交通风险的模拟分析,可为船舶安全管理提供风险演化的基本规律。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1391 1398 1680781 胡甚平<sup>1</sup>, 黄常海<sup>1</sup>, 邓华<sup>2</sup>, 黄道正<sup>3</sup> 失水事故初期核主泵气液两相流动特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606069 为研究失水事故下核主泵内气液两相流动情况,本文依据核主泵性能参数、几何结构建立核主泵三维造型,通过使用商业模拟软件ANSYS CFX仿真边界条件、布置密集监测点,从外特性、含气率分布、压力和径向力变化四个方面分析计算结果。分析发现:事故发生后核主泵的效率和轴扭矩总体上单调减小,扬程变化较为复杂,流道内气相聚集与含气率波动规律主要受气体物理特性、流动不稳定性和叶片动静干涉等影响。导叶内压力波动程度与距离动静叶片交界面位置有关,比叶轮内波动更为剧烈。叶轮所受径向力大小总体上不断下降,在叶轮转动一周过程中径向力存在数个极大值,随着事故持续,叶轮转动一圈过程中的数个极大值趋于相等。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1399 1405 1671365 朱荣生, 刘永, 王秀礼, 付强, 卢永刚, 王学吉, 钟华舟, 张本营 可变形蜂窝结构设计与力学分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201612055 本文针对变形蜂窝开展力学建模、结构设计以及有限元验证等研究,应用梁理论推导了可变形蜂窝结构在水平拉力作用下轴向形变量的解析表达式,给出了可变形蜂窝结构的设计参数——蜂窝角的合理取值范围,并与有限元结果进行了对比分析。本文给出了“相同材料实现不同形变量”、“相同蜂窝形状实现不同形变量”和“同样材料同样蜂窝角实现不同形变量”的结构设计方案。结果表明:蜂窝角的设计空间取决于材料弹性极限与弹性模量之间的比值,且解析解与有限元结果具有很好的吻合性,研究成果为可变形蒙皮结构设计提供必要的理论依据和技术支持。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1406 1412 2333445 阚文广<sup>1</sup>, 尹维龙<sup>2</sup> 有限体积法的实体结构疲劳可靠性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605051 为了提高实体结构系统疲劳可靠性的计算效率,本文采用有限体积法研究了实体结构系统的疲劳可靠性问题。通过依据累积损伤模型对结构元件的疲劳可靠性进行分析,建立了实体结构系统的分析模型,分析了实体结构系统疲劳失效机理和判别方法。本文利用改进的分支限界法搜索了结构系统的主要失效模式,采用简化的疲劳可靠性分析方法计算了结构系统的疲劳可靠度。通过算例分析,得到的结构系统疲劳可靠度的计算结果在简单界值法的估算范围内,且随着疲劳载荷循环次数的增加可靠度不断减小。该计算结果的趋势是正确的、符合客观实际的,证明了提出方法的正确性,为结构系统疲劳可靠性分析提供理论基础。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1413 1419 1480305 于艳春<sup>1</sup>, 李建操<sup>2</sup>, 陈卫东<sup>3</sup>, 路胜卓<sup>3</sup> 空间可变翼飞行器小翼伸缩自适应滑模控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605017 近空间可变翼飞行器具有可伸缩小翼结构,针对小翼伸出和收回状态变化过程中,存在参数摄动,可能造成飞行器状态以及控制量的大范围跳变,影响飞行器的稳定性的问题,本文提出一种快速双幂次趋近律滑模与神经网络结合的自适应滑模控制方法。应用该方法设计快速双幂次趋近律滑模控制器,并利用神经网络充分逼近复杂的非线性关系能力,得到小翼伸缩全过程的滑模趋近律。对比分析传统滑模控制方法和快速双幂次滑模与神经网络结合自适应控制效果,仿真结果表明快速双幂次滑模控制与神经网络结合方法具有良好的控制效果。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1420 1425 1605529 杨铭超, 江驹, 甄子洋, 李腾 基于可靠性的北斗系统BCH码擦除译码算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605010 针对北斗卫星导航系统中的BCH码译码算法性能低下问题,本文提出了一种擦除译码算法。该算法根据硬判决矢量中各个位置的可靠性,构造了一组各包含两个擦除位置的矢量。采用擦除译码算法对这些矢量进行译码,并根据一定准则选择译码结果中的一个码字作为译码输出。为了提高算法效率,设计了一种可以减少译码矢量数目的终止机制。仿真结果表明,本文设计的终止机制可以在几乎不损失性能的条件下,有效降低算法的复杂度。同传统硬判决译码算法相比,提出的算法在增加少量额外复杂度的条件下,译码性能得到改善,从而实现了在译码性能和复杂度之间的良好折中,是实际接收机的良好选择。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1426 1430 1540993 张超逸<sup>1,2</sup>, 刘海洋<sup>1</sup>, 李金海<sup>1</sup>, 孙金海<sup>1</sup>, 阎跃鹏<sup>1</sup> 灵活高效超高速WLAN速率自适应算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605030 针对超高速IEEE 802.11ac网络中速率自适应算法的效率是决定系统性能的关键因素,本文提出了一种基于信息统计的高效速率自适应算法(AMRA)。该算法采用发送和接收相结合的方式精确地估计当前信道状况,并在由发送带宽、空间流数、物理层的调制模式所确定的三维空间内选择最佳的速率。通过实际测试验证,结果表明在不同的信道环境下,该算法的吞吐率性能均优于Atheros MIMO RA、Minstrel等速率自适应算法,有效提高了网络吞吐量性能和利用率。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1431 1436,1483 2918821 程鹏, 吴斌, 黑勇 基于术语长度和语法特征的统计领域术语抽取 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605037 针对领域术语抽取中含字长度较大的术语被错误切分的问题,本文提出一种基于术语长度和语法特征的统计领域术语抽取方法。本方法在利用机器学习抽取候选术语时,加入基于术语长度和语法特征的约束规则;在使用统计方法确定候选术语的领域性时,充分考虑词长比这一概念的重要性,将其作为判断术语领域性的重要权值。实验表明,提出的方法能够正确抽取含字长度较大的领域术语,抽取结果的准确率和召回率相比以往的方法有所提高。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1437 1443 1625789 刘里<sup>1,2</sup>, 肖迎元<sup>1,2</sup> 不平衡超限学习机的全局惩罚参数选择方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201610045 超限学习机在对不平衡数据集进行学习和分类时,正类样本容易被错分。而加权超限学习机只考虑了数据集类之间的不平衡,忽视了样本类内的不平衡的现象。本文阐述了超限学习机在不平衡数据集上分类效果欠佳的原因,提出了根据数据集选取惩罚参数的方法,采用将类间的惩罚参数与类内的惩罚参数相结合的方法,形成全局惩罚参数,即将类惩罚参数进一步精确到样本个体惩罚参数。结果表明:这种方法实现起来简单方便,与其他类型的超限学习机相比较,这种全局惩罚参数的选择方法在提高分类准确率方面能够取得更好的效果。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1444 1449 1676406 柯海丰<sup>1</sup>, 卢诚波<sup>2</sup>, 徐卉慧<sup>3</sup> 三杆张拉整体的结构刚度分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606086 三杆张拉整体结构是张拉整体结构体系的基础,为了更好的研究张拉整体结构体系的力学性能,本文对三杆张拉整体结构刚度影响因素进行了研究。根据张拉整体的构型理论,利用Matlab软件编程,建立了三杆张拉整体结构的数学模型以及有限元模型。通过数值仿真计算,分析了在轴向力和扭矩作用下,预紧力、材料弹性模量以及构件截面尺寸对结构轴向、径向、扭转变形的影响。由仿真计算数据结果得出:对张拉整体结构刚度的主要影响因素是预紧力,而材料弹性模量、构件截面尺寸等影响因素次之,该结论为改善张拉整体结构刚度提供了一定的理论支持。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1450 1455 1674814 罗阿妮, 伍承旭, 刘贺平 不同岩石特性下TBM滚刀刀圈磨损性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607083 为了研究岩石特性对TBM滚刀刀圈磨损的影响,本文基于TBM滚刀性能测试试验台,利用与实际TBM滚刀刀圈性能相同的滚刀刀圈试样,开展了滚刀刀圈试样与5种TBM工程典型岩石的对摩实验。结果表明:随着对摩岩石抗压强度的升高,刀圈试样的磨损量呈递增趋势,与红砂岩对摩时刀圈试样的磨损量最小,为0.2 g;与片麻岩对摩时刀圈试样的磨损量最大,为35.18 g;与红砂岩、锈石、花岗岩、汨罗麻岩四种岩石对摩时,刀圈试样的磨损去除机制均以微观切削去除为主,只是微观切削去除的程度不同;与片麻岩对摩时,刀圈试样所受载荷和振动较大,刀磨损机制转变为以微观切削和脆性断裂去除机制为主,导致刀圈试样磨损量剧增。本研究成果可为不同岩石特性下TBM滚刀刀圈性能选型提供借鉴和参考。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1456 1460 2763029 夏毅敏<sup>1</sup>, 周明<sup>1</sup>, 毛晴松<sup>2</sup>, 朱宗铭<sup>1,3</sup>, 张旭辉<sup>1</sup> 液压挖掘机分阶段功率匹配控制技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605053 为了降低液压挖掘机作业过程中的能量消耗,根据挖掘机作业循环阶段及作业对象的不同,合理设定发动机工作点,提出基于最大加速度的工作点切换控制策略,实现发动机工作点的快速切换。通过制定转矩反馈与转速反馈协同控制的策略,保证挖掘机相同工作阶段发动机工作点的稳定。搭建相应的试验台,验证了所提出的控制策略的可行性。挖掘机实际作业试验结果显示,采用上述控制策略,使发动机稳定工作在最佳工作点,在提升作业效率的同时有效降低了能耗。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1461 1469 2139578 高宇, 冯培恩, 彭贝, 邱清盈 车用涡轮增压器启停冲击平台仿真及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605039 为了考核车用涡轮增压器在频繁启停冲击工况下的可靠性,本文提出了一种新型自循环试验台架,并通过仿真实验验证了该台架的可行性。依据试验台的实际工作过程,建立了整个试验台的数学模型,并在Matlab/Simulink中搭建相应模块,对试验台架进行动态仿真;同时为了验证数学模型的关键假设是否成立,利用软件ANSYS/CFX对试验台架的局部管道进行流体仿真分析。仿真结果证明了该试验台架节约能源,且能够稳定地运行,可用来考核涡轮增压器在启停冲击工况下的可靠性,同时为试验台的应用提供了必要的技术参数(喷油压力、阀门控制策略和燃气温度等)。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1470 1475 2412446 马朝臣, 张亚杰, 张虹 齿轮的剩余强度模型及其动态可靠度 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201605050 针对现有剩余强度模型不适用于体积大、寿命长、造价高的齿轮传动的寿命预测问题,本文应用非线性疲劳损伤累积理论建立剩余强度预测模型,该模型的参数由S-N曲线确定,以避免进行大量破坏性实验。结合损伤等效理论推导二级加载剩余强度预测公式,并将模型预测结果与材料实验结果进行比较,以验证模型的合理性。考虑齿轮传动强度及所受载荷随机性的特点,以应力-强度干涉理论为基础,建立齿轮传动动态可靠度功能函数;并利用摄动法及Rackwitz-Fiessler法(JC验算点法)得到齿轮传动服役过程中可靠度指标及可靠度动态变化曲线。研究表明:齿轮服役前期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度;齿轮服役中后期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度及齿根弯曲疲劳强度可靠度。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1476 1483 2187541 林小燕<sup>1</sup>, 魏静<sup>1</sup>, 赖育彬<sup>1</sup>, 秦大同<sup>1</sup>, 张爱强<sup>1</sup>, 汝学斌<sup>2</sup> 电力推进船舶永磁容错电机矢量控制策略对比分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201604093 针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对比分析了SVPWM和CHBPWM的区别和联系,并在Matlab/Simulink中建立了三相永磁容错电机的矢量控制仿真模型,搭建矢量控制系统实验平台。由仿真和实验结果可知,相对于CHBPWM控制,SVPWM控制对直流侧电压的利用率更高,可降低转矩脉动,而CHBPWM控制则可优先用于对转速、转矩响应速度要求较高的场合。因此可根据电推船不同的用途、需求等选用不同的控制策略。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1484 1490 2697246 白洪芬, 朱景伟 基于高度包保护的优化融合编码算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201607030 为了提升水声网络中现有的基于喷泉码与网络编码融合传输方案的性能,减少LT编码包经过中继节点网络编码后度分布的变化,本文提出一种基于高度包保护的优化融合编码算法(LTNC-HP)。LTNC-HP算法通过在各个中继节点增加高度保护传输算法,解决融合编码时存在的不理想覆盖问题,有效减少了传输的信息量。同时LTNC-HP算法在中继节点编码时加入同度包优先选择机制,提高各个中继节点编码信息的有效性,增加了网络中数据包的多样性。仿真结果表明,与改进前的融合编码方案相比,LTNC-HP算法传输信息的有效性显著提高,且传输冗余大幅度降低。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1491 1496 2191923 赵旦峰, 文杰, 伦贵阳 空谱联合的核光谱角异常检测及GPU实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201606079 针对高光谱图像空间信息利用不充分影响检测性能的问题,本文提出结合高光谱图像空间信息与光谱信息的异常目标检测算法。该算法无需假设背景模型,通过计算待检测像元与其空间邻域像元的核光谱角累加和,初步得到每个像元的异常程度。利用扩展形态学的腐蚀操作进行异常修正,有效去除噪声干扰,并降低虚警率,从而得到最终的异常检测结果。为提高算法的执行效率,本文进一步提出了基于GPU/CUDA模型下的并行优化处理方法。通过仿真实验证明,该算法在保证较高检测精度的同时,充分利用GPU的并行特性,明显缩减了检测时间。 2017年09月25 00:00 2017年09期 1497 1504 3493984 赵春晖, 李佳伟, 刘务, 田明华