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基于低速Taylor杆实验的应力波效应对船用低碳钢损伤特性的影响(英文)

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船舶力学 2014年第12期18卷 1495-1504页

作者：李晓彬李营郑元洲武汉理工大学交通学院武汉430063

Taylor杆常被用于确定材料动力学行为和损伤特性的常用实验。文章开展了低碳钢的霍普金森压杆实验和缺口拉伸实验,并基于J-C模型和B-W损伤模型确定了船用低碳钢的动力学特性。开展了150-250 m/s速度内的Taylor杆撞击实验的仿真,划分了... 详细信息

Taylor杆常被用于确定材料动力学行为和损伤特性的常用实验。文章开展了低碳钢的霍普金森压杆实验和缺口拉伸实验,并基于J-C模型和B-W损伤模型确定了船用低碳钢的动力学特性。开展了150-250 m/s速度内的Taylor杆撞击实验的仿真,划分了应力波不同效应的4个阶段,确定了大塑形变形、延性损伤和剪切损伤等3种典型损伤模式。该文为确定船用钢在爆炸冲击载荷下的损伤特性提供了参考。

关键词：低速冲击应力波效应应力三轴度延性损伤剪切损伤

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船舶碰撞损伤临界态势界定研究

船舶力学 2020年第3期24卷 380-389页

作者：李慧甘浪雄张磊郑元洲赵晓博长江航运发展研究中心武汉430014 武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063 南京海事局南京210011

船舶碰撞往往会造成严重的损伤或损失。船舶在实际航行中,若碰撞不可避免,驾驶员应尽量调整至合适的碰撞态势(包括速度和角度),以减少碰撞损伤或损失。因此,需研究船舶碰撞不同态势下的损伤,并界定其临界态势。本文以两艘10000吨级单舷... 详细信息

船舶碰撞往往会造成严重的损伤或损失。船舶在实际航行中,若碰撞不可避免,驾驶员应尽量调整至合适的碰撞态势(包括速度和角度),以减少碰撞损伤或损失。因此,需研究船舶碰撞不同态势下的损伤,并界定其临界态势。本文以两艘10000吨级单舷侧结构散货船为研究对象,以不同的速度、角度设计多个数值仿真试验工况,基于***对船舶最危险的区间段进行有限元仿真分析,同时结合正交设计、改进后的BP-GA算法,建立综合指标,而确定其临界速度和角度值,并提出减少碰撞损伤和损失的建议,以指导船舶驾驶员如何应急操纵。结果表明船尾机舱段为最危险碰撞区间段,在此基础上得出临界碰撞速度值为2253 mm/s,并得出临界碰撞角度随实际碰撞速度的变化趋势。研究成果可为船舶碰撞态势的选择提供理论参考,并为船舶驾驶员在紧急情况下的应急避碰提供实践指导。

关键词：船舶碰撞数值仿真 BP-GA 临界态势

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舰船防护液舱吸收爆炸破片的机理

中国造船 2015年第2期56卷 38-44页

作者：李营吴卫国郑元洲李晓彬张玮武汉理工大学交通学院武汉430063 海军装备研究院北京100161

防护液舱是舰船抵御爆炸破片的重要设置。将液舱吸收爆炸破片过程分为4个阶段,分析破片速度衰减规律,对比了有无舱内液体对舱壁破损模式的影响以及破片速度对能量转换关系的影响。研究表明,液舱对大质量高速破片的吸收效果更为明显,前... 详细信息

防护液舱是舰船抵御爆炸破片的重要设置。将液舱吸收爆炸破片过程分为4个阶段,分析破片速度衰减规律,对比了有无舱内液体对舱壁破损模式的影响以及破片速度对能量转换关系的影响。研究表明,液舱对大质量高速破片的吸收效果更为明显,前后舱壁的主要变形机理为膜应力,破片能量大部分转化为水的动能和内能,且随着速度增加内能的比重将增加。

关键词：防护液舱爆炸破片膜应力

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内河弯曲河道船舶过弯自适应航迹控制仿真

系统仿真学报 2021年第2期33卷 461-471页

作者：甘浪雄吴昌胜邓巍郑元洲周春辉武汉理工大学航运学院湖北武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室湖北武汉430063

针对弯曲河段水流特征复杂,船舶过弯操纵困难等特点,结合船舶AIS(Automatic identification System)轨迹及习惯航路特征,采用智能航迹航向控制算法实现船舶安全过弯的自动控制。选取研究水域,根据分道航行规则合理规划船舶过弯航迹,构... 详细信息

针对弯曲河段水流特征复杂,船舶过弯操纵困难等特点,结合船舶AIS(Automatic identification System)轨迹及习惯航路特征,采用智能航迹航向控制算法实现船舶安全过弯的自动控制。选取研究水域,根据分道航行规则合理规划船舶过弯航迹,构建船舶运动仿真软件,融合自适应模糊控制算法与传统PID控制设计了自适应模糊PID航迹航向控制器,对非汛期、汛期船舶上下行过弯航迹控制仿真。结果表明:不同环境下自适应模糊PID控制器均能很好跟踪控制船舶航迹,更贴合实际航迹,能够保障船舶过弯安全性与可靠性。

关键词：弯曲河段船舶操纵自适应模糊控制 PID控制仿真

基于卡尔曼滤波和ISODATA的航标漂移预警方法

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上海海事大学学报 2017年第4期38卷 26-31页

作者：甘浪雄徐才云周春辉郑元洲陈润武汉理工大学航运学院武汉430063 武汉理工大学内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

为解决目前航标遥控遥测系统中航标漂移误报警过多的问题,提出一种基于卡尔曼滤波和迭代自组织数据分析算法(iterative self-organizing data analysis technique algorithm,ISODATA)的组合优化方法。该方法如下:对航标GPS接收机原始坐... 详细信息

为解决目前航标遥控遥测系统中航标漂移误报警过多的问题,提出一种基于卡尔曼滤波和迭代自组织数据分析算法(iterative self-organizing data analysis technique algorithm,ISODATA)的组合优化方法。该方法如下:对航标GPS接收机原始坐标数据进行滤波,消除波动较大的数据后得到较可靠的航标位置数据;使用ISODATA得出其聚类中心;以该聚类中心取代航标抛设位置作为航标回旋中心,计算航标漂移距离。测试结果表明,该组合优化方法能够获取较为准确的航标漂移距离,在降低航标维护成本的同时,还能有效减少误报警。

关键词：航标卡尔曼滤波迭代自组织数据分析算法(IS0DATA) 误报警

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港口水域船舶航路网络复杂度

中国航海 2015年第3期38卷 94-98,130页

作者：李慧甘浪雄郑元洲文元桥武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

为描述港口水域船舶航路的复杂度,建立港口水域船舶航路网络模型。根据复杂网络理论,将度分布、平均路径长度、聚类系数和紧密度等作为指标,并结合港口水域船舶航路网络的特性,构建其航路网络复杂性指标体系。以某港口水域为例,构建港... 详细信息

为描述港口水域船舶航路的复杂度,建立港口水域船舶航路网络模型。根据复杂网络理论,将度分布、平均路径长度、聚类系数和紧密度等作为指标,并结合港口水域船舶航路网络的特性,构建其航路网络复杂性指标体系。以某港口水域为例,构建港口水域船舶航路网络,并结合数值计算方法研究其复杂度。结果表明:航路网络的度分布基本服从幂律分布,具有无标度网络特性;航路网络的平均路径长度较小而聚类系数较大;航路网络的整体可达性较好,具有小世界网络的特性,且较脆弱。对此,应采取相关措施,保证船舶安全航行。

关键词：水路运输港口水域航路网络复杂度

基于DCNN-LSTM模型的船舶违章行为检测

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第12期51卷 119-128页

作者：郑元洲李鑫钱龙秦瑞朋李果李梦希武汉理工大学航运学院湖北武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室湖北武汉430063

桥区水域船舶违章行为的精准检测对于预控船桥碰撞至关重要.为保障船舶航行安全,提出了一种面向桥区水域的船舶违章行为检测模型.通过实时采集长江武汉段连续桥区船舶自动识别系统(AIS)数据及预处理工作,采用卷积神经网络(CNN)提取船舶... 详细信息

桥区水域船舶违章行为的精准检测对于预控船桥碰撞至关重要.为保障船舶航行安全,提出了一种面向桥区水域的船舶违章行为检测模型.通过实时采集长江武汉段连续桥区船舶自动识别系统(AIS)数据及预处理工作,采用卷积神经网络(CNN)提取船舶行为信息,与长短时记忆神经网络(LSTM)相结合,建立深度卷积长短时记忆模型(DCNN-LSTM)学习船舶时空行为特征,并结合船舶超速、掉头、追越三种违章行为进行实验分析.结果表明,DCNN-LSTM模型相较于CNN、LSTM和支持向量机(SVM)模型表现出较强的优势,其准确率、精确率和F1分别为88.96%、96.49%和92.87%,实现了船舶违章行为的精准检测和识别.以典型水域船舶违章行为进行实例分析,进一步论证了DCNN-LSTM的有效性和优越性.为桥区水域船舶安全监管提供了可靠的理论基础,推动了船舶智能化发展.

关键词：深度学习内河航道 CNN LSTM DCNN-LSTM

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非规则重大件焊接系固方法

中国航海 2014年第2期37卷 58-61,96页

作者：郑元洲甘浪雄徐双喜张磊武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063 宁波东红船舶海洋工程设计股份有限公司浙江宁波315040 武汉理工大学交通学院武汉430063

参考《海上拖航指南》计算分段受到的外力,依据焊缝轴惯性矩剪切强度理论推导出焊接结构件所能提供的最大水平系固力和最大垂向系固力,并对分段横向滑动平衡、纵向滑动平衡和横向翻转平衡进行计算,确定系固结构件的数量和布置位置。该... 详细信息

参考《海上拖航指南》计算分段受到的外力,依据焊缝轴惯性矩剪切强度理论推导出焊接结构件所能提供的最大水平系固力和最大垂向系固力,并对分段横向滑动平衡、纵向滑动平衡和横向翻转平衡进行计算,确定系固结构件的数量和布置位置。该焊接系固方法可为非规则重大件的系固提供借鉴。

关键词：水路运输重大件惯性力系固力矩焊缝强度

内河船舶经典过弯操作经验“挂高取矮”数值解析

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中国航海 2021年第1期44卷 44-50页

作者：甘浪雄邓巍张磊吴昌胜郑元洲武汉理工大学航运学院武汉430063 武汉理工大学内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

内河弯曲河段水流流态复杂多变,导致船舶过弯操纵存在困难,驾驶员大多依靠操船经验操作,但统计结果表明,水上发生交通安全事故大多与"人(驾驶员)"有关,其中人为失误因素导致水上交通安全事故的概率约占80%。为解决此矛盾并保证船舶安全... 详细信息

内河弯曲河段水流流态复杂多变,导致船舶过弯操纵存在困难,驾驶员大多依靠操船经验操作,但统计结果表明,水上发生交通安全事故大多与"人(驾驶员)"有关,其中人为失误因素导致水上交通安全事故的概率约占80%。为解决此矛盾并保证船舶安全过弯,选取研究水域对其弯曲流场的特点和船舶航行规律进行分析,充分吸取经典船舶过弯经验并对经典过弯操作经验"挂高取矮"进行数值解析,采用标准与数值公式比对计算的方法确认船舶下行过弯操作所需的船舶挂高量与航行漂角。研究结果表明:在选取合理的参数之后,"挂高取矮"操作可有效减少水流流态对船舶的影响,保障船舶过弯安全,"挂高取矮"数值解析方法可行可信。

关键词：弯曲河段挂高取矮数值解析