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粗糙度和轴向运动对艉轴承混合润滑性能的影响

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1058-1065页

作者：杨琨张涛韩冰武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135

针对大型船舶航行过程中出现船体变形时艉轴承的磨损状态异常这一问题,本文探究磨损表面粗糙度变化和轴向运动对于艉轴承混合润滑性能的影响,建立了耦合轴向运动和表面粗糙度的混合润滑模型,通过数值模拟得到轴承润滑特征的分布,分析轴... 详细信息

针对大型船舶航行过程中出现船体变形时艉轴承的磨损状态异常这一问题,本文探究磨损表面粗糙度变化和轴向运动对于艉轴承混合润滑性能的影响,建立了耦合轴向运动和表面粗糙度的混合润滑模型,通过数值模拟得到轴承润滑特征的分布,分析轴向运动和粗糙度对轴承混合润滑特性的影响,并对该润滑模型进行验证。计算结果表明:在轴向运动和轴颈倾斜耦合作用下,油膜厚度沿轴向方向非线性减小,油膜压力和接触压力在局部出现峰值,轴瓦在局部出现较大变形;轴向速度增加会加强动压润滑效应,轴向运动对润滑特性的影响程度随着倾角的增大而增加;粗糙度越大承载能力越强,同时接触情况越严重,会加速轴承的局部磨损。

关键词：船舶艉轴承混合润滑轴向运动粗糙度局部接触轴颈倾斜润滑性能数值模型

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考虑氢能利用的港口综合能源系统低碳经济优化调度

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：郭燚周淼韩冰上海海事大学物流工程学院上海船舶运输科学研究所有限公司

在双碳战略的背景下，为推进港口能源结构转型、促进可再生能源消纳，提出一种考虑氢能多元利用的港口综合能源系统优化调度策略。首先，针对风光不确定性采用随机场景生成与缩减法完成概率分布分析；其次，对电转气过程采用细化建模技... 详细信息

在双碳战略的背景下，为推进港口能源结构转型、促进可再生能源消纳，提出一种考虑氢能多元利用的港口综合能源系统优化调度策略。首先，针对风光不确定性采用随机场景生成与缩减法完成概率分布分析；其次，对电转气过程采用细化建模技术，研究系统能量耦合特性及梯级利用关系；同时考虑供热、冷链区域的热惯性与舒适度，深入挖掘负荷侧的弹性潜力。然后，通过氢燃料电池车建立交通侧与能源侧网络融合模型，实现氢能的多元化利用；并引入阶梯碳交易与电-热-冷综合需求响应机制，联动碳约束与柔性负荷调节，构建以港口日综合成本最小为优化目标的低碳经济模型。最后，设置多个不同算例验证方法的有效性。结果表明，所提的优化模型能够减少港口碳排放与运行成本，提高综合能源利用率。

关键词：港口综合能源系统阶梯碳交易综合需求响应氢能应用优化调度

高压直挂大容量电池储能系统实时仿真及控制研究

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电力系统保护与控制 2024年第14期52卷 154-166页

作者：刘伟夏敏学梁晨鹏上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135 上海科梁信息科技股份有限公司上海201103 华东理工大学上海200237

电池储能具有响应速度快、功率密度高、安装地点无要求等特点,是目前十分有前景的储能技术之一。级联变流器用作大容量电池储能变流器时,能够省去工频变压器直接接入中高压电网,即高压直挂式电池储能系统,具备模块化、高电压直挂、单机... 详细信息

电池储能具有响应速度快、功率密度高、安装地点无要求等特点,是目前十分有前景的储能技术之一。级联变流器用作大容量电池储能变流器时,能够省去工频变压器直接接入中高压电网,即高压直挂式电池储能系统,具备模块化、高电压直挂、单机大容量、多电平输出等优点。然而,目前国内外还缺乏计及电池外特性的高压直挂储能系统的实时仿真模型的研制以及基于实时仿真模型的控保策略研究。首先开发了国内外首个基于CPU和FPGA联合仿真的高压直挂大容量电池储能系统的实时仿真模型。其次以典型的35 kV高压直挂大容量电池储能系统为例,基于OPAL-RT的RT-LAB实时仿真平台,搭建了相应的实时仿真系统,能够支持控制保护系统的闭环接入。最后,多种工况下的测试结果能够验证实时仿真模型和控制保护策略的有效性,为高压直挂大容量电池储能系统的设计和控制优化提供技术支撑。

关键词：电池储能级联H桥高压直挂 RT-LAB 实时仿真

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海上丝绸之路环境影响船舶稳性安全分析方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1060-1069页

作者：孟祥乾吴建军朱清华胡甚平朱鎏上海海事大学商船学院上海201306 上海船舶运输科学研究所有限公司船舶运输控制系统国家工程研究中心上海200135

为了量化研究风浪因素对航行船舶横摇风险的影响,提出了一种面向航行环境的船舶稳性安全分析方法。基于Kriging插值与自适应加权平均方法,建立了海上丝绸之路航线风浪环境数据处理框架。结合历时22 a的海区气象资料,绘制了海上丝绸之路... 详细信息

为了量化研究风浪因素对航行船舶横摇风险的影响,提出了一种面向航行环境的船舶稳性安全分析方法。基于Kriging插值与自适应加权平均方法,建立了海上丝绸之路航线风浪环境数据处理框架。结合历时22 a的海区气象资料,绘制了海上丝绸之路关键水域的船舶航行风险图,通过风浪环境要素对船舶横倾影响的定量分析,提出了评估船舶稳性安全的横倾风险指数。基于对典型船舶倾覆事故案例的分析模型重构,揭示了外部风浪环境对船舶稳性安全的影响。进一步开展同类货物运输案例的对照分析,发现了船舶内部环境对船舶稳性安全的影响,验证了船舶属性和货物性态在保证船舶稳性安全中的重要作用。船载货物性态的稳定性与船舶航行环境同等重要,应纳入船舶稳性安全影响体系。该研究对于建立以船舶航行安全为核心的海上丝绸之路航线交通韧性治理体系具有参考价值。

关键词：海上丝绸之路船舶稳性安全环境影响横倾风险指数货物性态

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肥大船标称伴流的影响因素研究

中国造船 2024年第2期65卷 198-204页

作者：车霖源闫磊殷晓俊上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135 水路交通控制全国重点实验室上海200135 航运技术交通行业重点实验室上海200135

以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个... 详细信息

以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个类别的伴流。建立线型特征的计算方法,用船舶尾部横剖面和水线面的线型特征分析伴流类别和伴流数值。研究结果表明,桨前水线面的组合形式对伴流的影响显著,回归分析可准确预报平均伴流值。

关键词：肥大船标称伴流聚类分析回归分析开源软件OpenFOAM

基于双向A^(*)-APF算法的船舶路径规划研究

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大连海洋大学学报 2024年第3期39卷 506-515页

作者：孟凡齐孙潇潇朱金善梅斌郑沛洁大连海事大学航海学院辽宁大连116026 上海船舶运输科学研究所有限公司上海200135

为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设... 详细信息

为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设定离散化步长函数、斥力感应阈值和临时终点,以避免局部最优解和震荡问题;实现两种算法的融合算法(双向A^(*)-APF算法),在MATLAB模拟的相同栅格图中,对比算法改进前后的模拟试验数据。结果表明,融合算法平均减少了50%的冗余拐点,平均减少了47.5%的算法搜索时间,平均缩短了7%的路径距离,能够同时安全规避动态障碍物和静态障碍物。研究表明,双向A^(*)-APF算法可用于解决船舶路径全局非最优解和局部最优解等问题。

关键词：双向A^(*)算法人工势场法路径规划融合算法

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船舶故障自动控制报警监测技术应用研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第8期 0096-0099页

作者：邱怡岑上海船舶运输科学研究所上海200135

本研究旨在设计一套基于PLC的船舶故障自动报警监测系统,以提高船舶机舱设备监测和故障处理效率。采用西门子S7-200PLC作为控制器,结合梯形图和STL语言进行程序编辑,利用EM231拓展模块解决信息干扰问题。系统通过模拟量实时监测机舱设... 详细信息

本研究旨在设计一套基于PLC的船舶故障自动报警监测系统,以提高船舶机舱设备监测和故障处理效率。采用西门子S7-200PLC作为控制器,结合梯形图和STL语言进行程序编辑,利用EM231拓展模块解决信息干扰问题。系统通过模拟量实时监测机舱设备状态,并实现自动报警处理,同时利用打印机显示报警信息,便于船员维修管理。模块化设计提升系统可拓展性,确保监测与报警系统的准确可靠性,为船舶安全运行提供有效支持。

关键词： PLC 机舱监测系统报警系统

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基于电子海图的无人艇集群区域覆盖路径规划

中国舰船研究 2024年第1期19卷 211-219页

作者：马鸣古楠董佳伟尹勇韩冰彭周华大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事大学航海学院辽宁大连116026 上海船舶运输科学研究所船舶运输控制系统国家工程研究中心上海200135

[目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮... 详细信息

[目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮盘选择法的区域划分方法,解决基于初始位置的区域划分方法区域划分不规则的问题,实现在栅格地图中对无人艇集群覆盖子区域的合理划分。最后,构建一种基于模板法的区域覆盖路径规划方法,解决生成树覆盖方法路径转弯数量较多的问题。[结果]搭建基于ECDIS的无人艇集群人机交互仿真平台,验证所提基于轮盘法和模板法的区域覆盖路径规划方法对优化规划路径转弯数量的有效性。[结论]采用所提基ECDIS的无人艇集群区域覆盖路径规划方法,实现多无人艇对海上目标任务区域的覆盖路径规划。

关键词：无人艇集群区域覆盖路径规划生成树覆盖规划电子海图

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基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化

舰船科学技术 2024年第1期46卷 82-87页

作者：陈映彬文逸彦董国祥屠海洋张焱飞上海船舶运输科学研究所有限公司水路交通控制全国重点实验室上海200135

为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本... 详细信息

为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本满足工程应用要求。最后,利用遗传算法,并基于历史气象数据对目标船舶的航线做分段航速优化。计算结果表明,航速优化后目标船舶的航行时长不仅能减少1.35天,燃油损耗还可节省10.1%,由此说明对航行船舶做分段航速优化是一种可行方案。

关键词： BP神经网络遗传算法油耗模型航速优化