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科技导报 1993年第4期 37-39+65页

作者：盛振邦上海交通大学海洋工程国家重点实验室主任教授

本文主要介绍海洋工程国家重点实验室的装备和测试仪器,研究方向及主要研究内容;国内外合作研究的概况。现在我国已拥有一定规模和比较先进的海洋工程实验室,如能充分利用和发挥该实验室的功能,将对我国海洋工程学科的发展、海上石油开... 详细信息

本文主要介绍海洋工程国家重点实验室的装备和测试仪器,研究方向及主要研究内容;国内外合作研究的概况。现在我国已拥有一定规模和比较先进的海洋工程实验室,如能充分利用和发挥该实验室的功能,将对我国海洋工程学科的发展、海上石油开发作出积极的贡献。

关键词：海洋工程国家重点实验室上海交通大学交通部第一交通大学海洋工程水池

基于ECM和SGPR的高鲁棒性锂离子电池健康状态估计方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 747-759页

作者：崔显陈自强上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过... 详细信息

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过程中动态地辨识了锂离子电池等效电路模型的各项参数,构建了工况不敏感的健康因子,结合稀疏高斯过程回归实现SOH的间接估计.该方法在多种工况下使用统一的信号处理方法和特征映射模型,兼具鲁棒性强和冗余度低的优点.实验结果表明,该方法在多种工况下的平均绝对误差不超过0.94%,均方根误差不超过1.12%,与现有方法相比,该方法在综合性能上具有显著优势.

关键词：锂离子电池健康状态健康因子粒子滤波稀疏高斯过程回归

基于风浪环境联合概率的可移动式风电装备效能预报

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中国造船 2024年第1期65卷 133-145页

作者：兰一雄徐胜文刘晓雷汪学锋上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的... 详细信息

为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的时域仿真。基于风浪环境联合概率密度对可移动式漂浮风机的全年发电能力进行统计分析,发现可移动式漂浮风机的全年净发电功率期望值能达到常规锚泊式风机的70%。分析不同海况下风机所受的风浪流环境力,发现在推进器抵抗的环境力中风轮推力占主导。比较定点和随风移动作业状态下可移动式漂浮风机的发电能力,发现在移动状态下全年发电期望值提高了24%。

关键词：可移动式风电装备漂浮风机动力定位时域仿真全年发电期望值

自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的能量捕获性能研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 689-696页

作者：李扬张显涛肖龙飞上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学重庆研究院重庆401135

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解... 详细信息

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解装置的运动控制方程,探究在不同装置参数下,自适应双稳态浮子式波浪能发电装置和传统双稳态浮子式波浪能发电装置以及线性浮子式波浪能发电装置的能量捕获性能表现。结果表明,选取适当的装置参数可以使自适应双稳态浮子式波浪能发电装置显著提升能量捕获性能,而且与线性和常规双稳装置相比,更适应于实际海况中波浪能量捕获。

关键词：波浪能自适应双稳态能量捕获性能

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深吃水圆筒型浮式核能平台涡激运动数值模拟

船舶力学 2024年第2期28卷 239-249页

作者：曹辰泽何炎平王梓刘亚东上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240

深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时... 详细信息

深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时对平台内部核反应堆运行产生不利影响。基于改进的延迟分离涡方法(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)对平台在不同折合速度下的横荡、纵荡、艏摇运动响应进行数值模拟,并从水平面内质心运动轨迹、运动频率、三维流场特性等角度分析涡激运动关键特征。研究结果表明:当折合速度5.45

关键词：深吃水圆筒型浮式核能平台涡激运动 IDDES 重叠网格法

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低频三阶超心形指向性声源设计

声学学报 2024年第1期49卷 117-128页

作者：王秋木蓝宇范军上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为提高圆周阵列主极大的指向性增益,提出基于圆周等间距六元密排阵的低频三阶超心形指向性声源,利用点源方法对其波束特性进行研究与分析,得到了指向性声源的优化方案。以具有弱互辐射效应的单边辐射弯张换能器作为圆周密排阵阵元,利用... 详细信息

为提高圆周阵列主极大的指向性增益,提出基于圆周等间距六元密排阵的低频三阶超心形指向性声源,利用点源方法对其波束特性进行研究与分析,得到了指向性声源的优化方案。以具有弱互辐射效应的单边辐射弯张换能器作为圆周密排阵阵元,利用有限元方法分析了三阶超心形指向性声源的声辐射特性,相比单极子声源,其主极大方向指向性增益为8.0 dB,可达到提高增益的目的。研制了实验样机,经水池实验获得该声源的工作特性:谐振频率为0.92 kHz,对应发送电压响应级为139.0 dB,−3 dB波束宽度为56.0°,各旁瓣小于−15.0 dB。有限元计算与实测结果验证了优化方案的可行性,实现了低频三阶超心形指向性发射。

关键词：超心形指向性密排阵单边辐射弯张换能器弱互辐射

计算机辅助空间结构节点智能优化设计与3D打印

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 131-141页

作者：左文康陈满泰程斌赵金城上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240

为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题,提出了一套完整的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)工作流,用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于... 详细信息

为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题,提出了一套完整的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)工作流,用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于参数化平台Grasshopper建立空间结构节点的参数化一体化拓扑优化CAD程序,自动生成优化节点模型;利用Abaqus/CAE平台对优化节点进行有限元结构分析;通过Fusion 360的CAM模块完成3D打印设计仿真和生成制造文件。结合单层网壳和双层网架结构的节点实例,验证了提出的工作流的适用性。分析结果表明:智能生成的节点较传统形式节点更美观独特且具有轻质高强的特性,在相同受力工况下,优化节点的体积仅为传统空心球节点的40%~60%,其柔度、峰值位移和峰值应力等各项力学性能指标即可优于空心球节点;采用316L不锈钢材料,基于选区激光熔融3D打印工艺可实现该高性能节点的精密制造。

关键词：空间结构节点计算机辅助技术拓扑优化 3D打印

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大型绞吸挖泥船阻力预报的设置方法

中国造船 2024年第3期65卷 265-275页

作者：陈超余欣王有江陈新权何炎平上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 上海交通大学船舶与海洋工程设计研究所上海200240

绞吸挖泥船具有船体肥大、艏艉设有大型开槽等特征,与常规船型有显著区别。这增加了阻力预报的难度。为探究更为精确的阻力预报设置,论文以一艘性能经过船模试验验证的大型绞吸挖泥船为研究对象,基于STAR-CCM+软件,采用SST k-ω和Realiz... 详细信息

绞吸挖泥船具有船体肥大、艏艉设有大型开槽等特征,与常规船型有显著区别。这增加了阻力预报的难度。为探究更为精确的阻力预报设置,论文以一艘性能经过船模试验验证的大型绞吸挖泥船为研究对象,基于STAR-CCM+软件,采用SST k-ω和Realizable k-ε两种湍流模型,在y^(+)=1和y^(+)=50两种条件下进行了静水阻力预报计算。结果表明:在y^(+)=1的条件下计算得到的阻力预报结果相较于y^(+)=50条件下的精度提高了约6%,采用SST k-ω模型计算得到的结果相较于Realizable k-ε模型提高约4%。本研究成果将为自航式绞吸挖泥船的阻力预报提供可靠的参考依据。

关键词：绞吸挖泥船阻力预报计算流体力学

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环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法

上海交通大学学报 2024年第2期58卷 141-146页

作者：李旭肖龙飞魏汉迪吴文成朱子扬李琰上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学崖州湾深海科技研究院海南三亚572000

提出一种应用于混合模型试验的环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法,可以逆向识别截断模型试验中的环境载荷,进而开展截断水深与全水深虚拟模型试验.环境载荷直接从物理模型试验中分离得到,因此该载荷考虑到了平台六自由度运动之间的耦... 详细信息

提出一种应用于混合模型试验的环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法,可以逆向识别截断模型试验中的环境载荷,进而开展截断水深与全水深虚拟模型试验.环境载荷直接从物理模型试验中分离得到,因此该载荷考虑到了平台六自由度运动之间的耦合作用、破浪砰击等强非线性作用以及流体对浮体的黏性力作用.为验证方法准确性,开展风浪流模型试验,并将虚拟模型试验结果与物理模型试验数据进行比较.研究结果表明,环境载荷逆向识别方法可以准确识别风浪流模型试验的环境载荷.

关键词：混合模型试验系泊系统环境载荷识别

一种新型多旋翼无人机着舰装置及安全边界评估方法

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 272-279页

作者：孔杰杰王检耀王鸿东上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240

[目的]为解决旋翼无人机在海上无人平台应用时的自主安全着舰问题,开展旋翼无人机着舰装置及其安全评估方法研究。[方法]以多旋翼无人机为对象,基于“鱼叉–格栅”式助降装置原理,设计一种新型的“V形足–网”式着舰装置。建立无人机和... 详细信息

[目的]为解决旋翼无人机在海上无人平台应用时的自主安全着舰问题,开展旋翼无人机着舰装置及其安全评估方法研究。[方法]以多旋翼无人机为对象,基于“鱼叉–格栅”式助降装置原理,设计一种新型的“V形足–网”式着舰装置。建立无人机和甲板的多刚体动力学模型,通过ADAMS在不同横摇幅值和周期条件下开展着舰过程仿真,得到无人机着舰的姿态变化过程、着舰临界周期和稳定时间。[结果]仿真结果显示,相比普通着舰装置,“V形足–网”装置具备更高的对接冗余度,可适应更小的横摇周期和更大的横摇幅值,并可更快达到姿态稳定。[结论]研究表明,所设计的装置相比普通装置安全性更优异,通过仿真得到的装置安全边界,可为无人机着舰控制提供参考依据,进而提高无人机在海上平台的自主着舰可靠性。

关键词：无人机着舰装置动力学仿真安全边界评估