哈尔滨工程大学学报 /oa 基于泰勒展开边界元方法的某半潜式平台水动力计算分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706055 为了研究一阶泰勒展开边界元方法对半潜式平台的水动力性能以及运动响应的预报精度,将其计算结果与商业软件AQWA的计算结果进行比较。在试验结果的基础上,通过对两种计算方法结果的比较分析,表明一阶泰勒展开边界元方法计算结果与AQWA的计算结果吻合较好,而且一阶泰勒展开边界元方法有着较好的收敛速度,可用于半潜式平台水动力分析,本文工作也为该类平台的水动力响应分析提供了参考。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1431 1437 964084 陈纪康<sup>1</sup>, 王慧<sup>1,2</sup>, 马山<sup>1</sup>, 段文洋<sup>1</sup>, 王隶加<sup>1</sup> 理论风浪谱修正方法及数值验证 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703066 为了研究特定海域范围内海浪的内部能量相对于频率的分布规律,本文以目标岛屿处"波浪骑士"式浮标提供的实际观测资料为依据,提出了一种基于实测资料的风浪数据筛选和理论风浪谱修正方法。通过讨论实测频谱与理论频谱的谱峰位置关系筛选出研究针对的风浪数据点,将实测风浪频谱与理论频谱进行对比分析,进而提出理论风浪谱的修正方法,并以增加参数的JONSWAP谱为靶谱对实测风浪数据进行拟合,得到了可以表达目标岛屿处风浪内部能量的理论谱形式,并进行了对比验证。研究结果表明:所提出的理论风浪谱修正方法,能够有效地筛选出实测数据集中的风浪数据,并完成对特定海域处风浪频谱的描述表达。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1438 1443 1302044 邹丽<sup>1,2</sup>, 张九鸣<sup>1</sup>, 裴玉国<sup>1</sup>, 于宗冰<sup>1</sup>, 宗智<sup>1</sup> T型透空式防波的堤水动力特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703096 为了探究T型透空式防波堤的水动力特性,本文采用匹配特征函数展开法对线性波作用下的流场进行求解,并得出波浪荷载及反、透射系数。针对结构物尖角附近流体运动的奇异性行为,分别引入特定正交多项式将区域间公共界面上的速度分布函数近似展开。通过研究水面方箱,对比实验结果与T型结构的数模结果,验证方法的正确性,并综合分析T型结构各几何参数的影响。计算结果表明:水平板尺寸对波浪荷载及反、透射系数均有显著影响;增大垂向薄板长度能有效减少波浪透射;垂向薄板从水平板中部向两侧移动时,波浪透射系数略有减小,但结构物所受波浪荷载变化较大。垂直薄板的存在,能有效提升透空式防波堤的消波性能,进而减少工程造价。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1444 1450 1767742 汪林, 邓争志, 赵西增, 陈勇 改进的Winkler弹性地基模型在触地段动力分析中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201702050 为了研究海洋立管触地段损伤管道在复杂荷载作用下的动力响应,本文基于Winkler弹性地基模型确定土体抗力及其分布,同时结合我国南海的地质条件,利用有限单元法将土体抗力离散成土弹簧,建立改进的Winkler弹性地基模型,并由室内模型试验验证该模型的正确性。通过将此模型应用于全尺寸损伤海底管道的动力分析,研究了触地段损伤管道不同节点的动力响应,结果与实际情况吻合,取得了良好的应用效果。表明该模型对处理实际的问题是有价值的,随着针对触地段管道研究的深入,这种价值也必然会得到越来越多的体现。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1451 1457 2527671 代云云, 周晶 多波束测深异常数据探测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704059 针对复杂海底地形情况下异常数据探测困难,基于二维经验模态分解方法提出了多波束测深异常数据探测方法。通过改进原有二维经验模态分解方法,采用邻近窗口法提取局部极值点并利用径向基函数插值方法拟合上下包络面。对二维经验模态分解得到的本征模态函数IMF进行小波分析,尝试剥离噪声与有用信号;重构有用信号并结合经验模态分解得到的残余分量构建海底地形趋势面探测测深数据异常值。通过与人工手动编辑方法、趋势面滤波方法和单一经验模态方法进行比对分析,表明该方法能够合理、有效地探测出异常值。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1458 1464 2659335 赵祥鸿, 暴景阳 存在背景流的内波场中隔水管涡激振动研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704055 针对内波致水平剪切流使得隔水管发生多模态和高模态的响应问题,本文采用内波控制方程与刚盖边界条件,结合半经验的尾流振子模型以及隔水管的非线性振动方程,建立了隔水管在内波致剪切流流场中的涡激振动模型,给出了隔水管在内波致水平剪切流与背景流叠加作用下的涡激振动响应和功率谱密度分布情况。结果表明:内波致剪切流与背景流叠加后,引起锁振区间的变化,并激发了隔水管多模态涡激共振,隔水管会产生复合模态振动,疲劳影响更加复杂;高阶模态内波能量较小,对隔水管涡激振动影响较小,低模态内波对隔水管涡激振动影响更为显著。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1465 1471 2537508 王琮, 刘振纹 压电单晶双激励宽带纵向换能器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706078 为了提高纵向换能器发射响应和工作带宽,本文以压电单晶PMNT做为有源驱动材料,采用双晶堆不同尺寸反相激励的方式,同时激发出一阶、二阶纵振模态,从而提高纵向换能器发射响应,拓宽工作频带。通过四端网络法简化换能器的等效电路并计算其发射性能,利用ANSYS软件对模型进行优化设计并制作了试验样机,最终测试数据显示在工作频带27~65 kHz,最大发射电压响应值不低于150 dB,带内起伏小于12 dB。研究结果表明:理论计算、有限元仿真计算与实测结果基本吻合,利用双晶堆反相激励的方式可实现纵向换能器较宽频带工作。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1472 1477 2698612 季博成<sup>1</sup>, 蓝宇<sup>1,2</sup>, 周天放<sup>1,2</sup> 快速粒子level set方法的并行化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703082 为缩短快速粒子level set(FPLS)方法追踪交界面的时间,分别运用区域分解和粒子分解算法来减少欧拉计算(level set对流方程和重新初始化)和拉格朗日计算(粒子时程积分和误差校正)的开销。算法采用OpenMP技术来实现,并通过Zalesak圆盘、单涡以及三维变形等典型算例进行验证。计算结果表明:4线程下加速比能超过2,8线程下加速比也能接近4,并行化的FPLS方法具有良好的实用性和可扩展性。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1478 1484 1533656 黄筱云<sup>1,2</sup>, 夏波<sup>1</sup>, 程永舟<sup>1</sup>, 赵利平<sup>1</sup> 自然循环蒸汽发生器动态水位建模与控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706040 为了模拟扰动时由于蒸汽发生器水位下部的气泡收缩与膨胀而产生的虚假水位现象,并削弱由此导致的水位控制效果的影响,本文在合理假设下,依据三大守恒定律,采用集总参数法,建立了一种既能反映一定热工特性又便于控制系统设计的自然循环蒸汽发生器四阶动态水位机理模型。本文分析了不同工况点负荷扰动及热量扰动时,水位及影响水位变化的参数的变化过程,并对此水位系统设计了串级PID控制器。仿真结果表明:随着扰动的添加,蒸汽发生器各主要参数都表现出合理的变化趋势,并能准确的模拟出虚假水位现象,低工况时控制器亦能够抑制干扰。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1485 1490 1964423 郭丹, 夏虹, 杨波 受限水域超大型船舶富裕水深定量计算研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712006 针对国内外港口UKC计算方法和经验取值的差异性问题,本文提出了一种基于数据驱动并采用高斯混合模型和期望最大算法的UKC计算方法和优化取值标准,并以2009-2016年曹妃甸港超大型船舶进出港数据为算例,提出了受限水域不同吨位、不同装载率下的超大型船舶UKC的取值标准,运用缩尺船模、实船试验的方法对取值结果进行了验证。结果表明:不同吨位、不同装载率下超大型船舶的UKC应采取不同的取值区间,计算提出的UKC计算和优化取值结果低于目前超大型船舶进出港要求,对实现船型大型化和航运效益与安全的最优化具有重要的实际意义。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1491 1497 2387622 郭威治<sup>1</sup>, 刘敬贤<sup>1,2</sup>, 刘文<sup>1</sup>, 付彦超<sup>1</sup>, 胡佑希<sup>1</sup>, 刘钊<sup>1</sup> 长江航道承载力影响因素体系构建 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712038 为进一步深化长江航道承载力相关研究,本文采用系统动力学理论整体研判长江航道承载力影响因素结构,科学探究影响长江航道承载力的重要因素,构建影响因素之间的因果及复杂反馈关系。通过运用决策试验和评价实验法对上述影响因素进行筛选,最终确定29个重要影响因素及各因素的功能定位。结果表明:长江航道承载力影响因素体系是以生态效益因素(结果因素)为核心层,经济需求因素为驱动层,航道资源供给及社会压力因素为约束层的一核多层次影响因素体系,为下一步对长江航道承载力影响因素互适机理、评价、计算模型的研究奠定理论基础。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1498 1504 1889920 赵艺为, 张培林, 陈沿伊 金属丝网橡胶减振器冲击响应有限元仿真研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706105 为了研究金属丝网橡胶材料冲击特性,本文在金属丝网橡胶减振器冲击试验的基础上,结合金属丝网橡胶的非线性干摩擦迟滞力学特性,提出一种金属丝网橡胶减振器冲击有限元仿真方法。采用COMBI165弹簧阻尼单元模拟金属丝网橡胶材料,赋予弹簧单元非线性本构曲线模拟金属丝网橡胶材料的非线性刚度,利用ANSYS LS-DYNA对其进行冲击响应仿真研究,并对仿真误差产生的原因和冲击仿真方法的适用性进行讨论分析。将仿真结果与试验结果进行对比发现,利用所提出的有限元仿真方法计算得到的结果与试验结果吻合较好,可以较好的模拟金属丝网橡胶减振器的冲击力学行为,为金属丝网橡胶减振器抗冲击设计及工程应用提供参考。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1505 1510 2642792 唱忠良<sup>1</sup>, 刘松<sup>2</sup>, 邹广平<sup>1</sup>, 焦凯<sup>1</sup>, 张冰<sup>1</sup> 缓冲型拉索减震支座脉冲地震下减震性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703003 为了解决脉冲型地震作用下桥梁结构地震响应较大的问题,通过拉索差异化布置、增设弹簧缓冲装置等方法对现有拉索减震支座进行改进,提出缓冲型拉索减震支座装置。本文阐述了缓冲型拉索减震支座的设计思想和工作原理,以实际工程为背景,应用SAP2000有限元分析软件建立连续梁桥模型,对比缓冲型拉索减震支座和拉索减震支座在脉冲型地震作用下抗震性能的异同,研究了缓冲型拉索减震支座设计参数对脉冲型地震作用下桥梁减隔震性能的影响规律。分析结果表明:缓冲型拉索减震支座在脉冲型地震作用下能够实现力和位移的合理调节,可以起到较好的减隔震效果。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1511 1516 3283110 袁万城, 谷屹童, 党新志, 杨浩林 冲击荷载下大型LNG储罐混凝土外罐的数值模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703059 为获得大型全容式LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的动力响应及其规律,本文基于LNG储罐实际工程,以ANSYS/LS-DYNA有限元软件为分析平台,建立了LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的精细化有限元数值模型。以"战斧"巡航导弹为冲击物,分析了储罐结构的内力、变形及其规律,并总结了冲击荷载作用下结构的失效模式。结果表明:冲击荷载下,本文的数值模拟方法及其适用性通过混凝土靶板冲击试验结果得到验证;罐壁处预应力钢筋的布置可以增强其抗冲击能力;LNG储罐混凝土外罐冲击破坏分为局部凹陷、混凝土表面剥落和击穿破坏三种类型;冲击荷载下储罐穹顶与外罐壁、外罐壁与底板连接处为薄弱位置,为储罐结构抗冲击防御设计提供了依据。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1517 1525 3179906 严辰<sup>1,2</sup>, 翟希梅<sup>1,2</sup>, 王永辉<sup>1,2</sup> 斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704101 针对含有斜向支撑或斜向传力构件的岩土体支护结构嵌岩基础存在力学机理不明晰的问题,采用斜向荷载作用下岩质地基基础模型试验与三维有限元模型的分析方法,得到了斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布规律和基础破坏模式。通过引入Goodman层状岩体内应力求解中的等效各向同性介质理论对基础压应力核心体边界进行了求解;在Southwell基本方程基础上通过Hankel积分变换对压应力核心体边界计算中的主要参数<i>k</i><sub><i>n</i></sub>与<i>k</i><sub><i>s</i></sub>的理论算法进行了推导。本文通过对比理论计算与三维有限元分析结论,验证了基于等效各向同性介质理论提出的基础压应力核心体边界和参数<i>k</i><sub><i>n</i></sub>与<i>k</i><sub><i>s</i></sub>的理论计算方法,得到了斜向荷载作用下岩质地基基础应力分布的特点及其应力边界求解方法,为岩质地基基础的内应力后续研究与设计提供了理论依据。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1526 1531 3074381 李珂<sup>1,2</sup>, 阴可<sup>1</sup>, 姚舜禹<sup>1</sup> 光伏渗透率对船舶光伏系统电能质量的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704045 为了研究光伏渗透率对船舶并网光伏电力系统电能质量的影响,采用PSCAD/EMTDC软件平台参照远洋滚装船"中远腾飞"轮并网型光伏系统进行电力系统建模仿真研究,并设定8个不同等级光伏渗透率,对比分析光伏并网切入和离网切出工况对并网电力系统暂态的电能质量。光伏并网切入对电力系统电压和频率的扰动作用显著强于其离网切出过程,且随着光伏渗透率的提高呈增长趋势。研究结果表明:该研究工作对于深入探索光伏系统与船舶电力系统并联运行的临界条件、暂态和静态稳定性以及整个电力系统的可靠性具有重要的理论指导价值。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1532 1538 1876639 邱爰超<sup>1</sup>, 袁成清<sup>1,2,3</sup>, 孙玉伟<sup>1,2,3</sup>, 汤旭晶<sup>1,2,3</sup>, 严新平<sup>1,2,3</sup> 基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706091 零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1539 1545 3017615 梁利华, 赵朋, 张松涛, 苑佳 利用示教学习的移动机械臂轨迹避障算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703030 为了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权<i>k</i>-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修正。本文设计了避免相邻有效训练数据丢失的在线更新方法,并在人机交互系统上进行避障和实时性测试。实验结果证明了本文提出的轨迹避障算法具有对新任务的适应能力,不同场景下的避障决策能力和在线修正能力,从而保证友好、流畅的人机交互过程。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1546 1553 4103218 刘维惠, 陈殿生, 张立志 自动调整样本和特征权值的模糊聚类算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704029 针对模糊c均值聚类算法对特征噪声和样本噪声较敏感的缺陷,依据特征和样本对聚类的不同影响,将特征权值和样本权值引入到模糊c均值聚类的目标函数,并获得了一个模糊聚类模型。利用拉格朗日方法对该模型求解,提出了样本和特征权值自动调整的模糊聚类算法;同时,将核策略引入到该模糊聚类模型,提出了样本和特征权值自动调整的核模糊聚类算法。实验结果表明该方法对含有特征噪声与样本噪声数据的聚类具有较好的处理能力,为特征提取与样本选取等问题提供了一种可行的途径。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1554 1560 2756038 李凯, 高岩, 曹喆 TBM刀盘出碴槽结构对出碴效率的影响规律 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201611091 为了研究刀盘出碴槽结构参数对全断面岩石掘进机(TBM)出碴特性的影响规律,本文以某供水隧道工程为背景,考虑掘进过程中岩碴产生、下落以及与滚刀碰撞等因素,建立TBM刀盘(含滚刀)出碴过程数值计算模型,探究出碴槽长宽比、开口角度对刀盘出碴性能的影响规律。仿真结果表明:排碴过程中,岩碴颗粒数量的增长速率先快后慢,最后趋于平稳;TBM刀盘开口面积一定时,随着出碴槽长宽比增大,排碴量加速下降43%;随着出碴槽开口角度的增大,排碴量呈现先增大后减小趋势;当开口角度为35°时,出碴效率最高。设计出碴槽时,在控制开口宽度尽量大的前提下,开口角度优化范围为20°~35°。设计的针对该供水工程的TBM刀盘开口,经过两年多的工程掘进,效果良好。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1561 1567 2640709 夏毅敏<sup>1,2</sup>, 杨妹<sup>1</sup>, 吴遁<sup>3</sup>, 林赉贶<sup>1</sup>, 暨智勇<sup>1</sup> 火箭炮闭锁机构撞击失效过程建模及其验证 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703097 针对某火箭炮闭锁机构在强制解脱过程中产生的撞击失效问题,本文分析了影响撞击失效的主要因素,结合一般力学理论,推导出闭锁机构在火箭弹撞击下的失效过程规律,并建立了力学模型。应用该模型对某火箭弹闭锁机构的撞击失效过程进行分析,利用有限元仿真与建立的等效实验相结合的方法,验证了真实环境下闭锁机构撞击失效过程的规律,仿真结果和实验结果均与理论分析相吻合。结果表明:该文模型和方法适于闭锁机构撞击失效过程的理论和实验研究,可为撞击失效性能评估提供基础方法。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1568 1573 1876441 赵鑫<sup>1</sup>, 李军<sup>1</sup>, 申向军<sup>2</sup> 基于改进K_Medoids算法的高光谱图像聚类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706108 为了解决在复杂的、数据量庞大的高光谱图像中汇集出参考价值较高的聚类组合问题,本文提出一种基于流形的K_Medoids改进算法并应用于高光谱图像的聚类实践中。该算法应用改进的Canopy算法进行初值选定,通过基于流形的测地距离所生成的像元距离矩阵来完成K_Medoids算法的聚类过程。该算法对传统聚类算法所具有的一些难以解决的弊端起到良好的抑制作用。利用AVIRIS图像对该算法进行验证,实验结果表明:与传统方法相比,该算法在类内距离、类间距离、Jaccard系数、Rand系数,以及聚类图像的直观对比五个评价标准下能够取得比传统方法更好的效果。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1574 1581 2828592 王立国, 马赫男, 赵亮, 石瑶 基于字典重构的高光谱图像亚像元目标检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201707008 稀疏表示的引入为高光谱遥感图像的目标检测提供了新途径,但在其检测过程中,由于过完备字典的构造是直接从高光谱图像中进行获取的,存在不确定性因素且无法实现对亚像元的准确检测。针对上述问题,本文提出了一种基于字典重构的高光谱图像亚像元目标检测算法。该算法利用无监督方法进行过完备字典的构造,确保过完备字典中包含部分目标像元的光谱信息,同时引入二元对立假设模型实现对高光谱图像中亚像元目标的检测。对模拟及真实高光谱遥感图像数据进行实验仿真,通过对实验结果三维图、ROC曲线以及AUC值的对比分析,得出本文所提出的算法,该算法不仅提高了检测精度而且更好地抑制了背景噪声。 2018年09月05 00:00 2018年09期 1582 1588 4858544 赵春晖, 孟美玲, 闫奕名