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全海深载人潜水器主驾座椅工效学测评

机械设计 2024年第8期41卷 151-157页

作者：李洋洋叶聪石路上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司中国船舶科学研究中心上海交通大学海洋水下工程科学研究院上海交通大学-日本千叶大学国际合作研究中心

为满足全海深载人潜水器安全、高效地开展深海潜航作业的需求，对影响潜航员舱内作业效率的舱内因素及舱外因素进行分析；探讨了载人舱内潜航员在复杂人-机-环境系统状态下的作业特点，明确了载人舱人-机-环境系统应保持以人为本的设计... 详细信息

为满足全海深载人潜水器安全、高效地开展深海潜航作业的需求，对影响潜航员舱内作业效率的舱内因素及舱外因素进行分析；探讨了载人舱内潜航员在复杂人-机-环境系统状态下的作业特点，明确了载人舱人-机-环境系统应保持以人为本的设计原则。通过对潜航员在深海载人潜水器载人舱内的舒适性分析，提出基于生理和心理多参数耦合的载人舱主驾驶座椅工效学测评方法。结果表明：相较于普通座椅，全海深载人潜水器主驾驶座椅易导致潜航员肌肉疲劳、焦虑感上升及舒适度降低，通过对座椅腰靠角度的调节可有效改善潜航员在载人舱狭小空间内的舒适性。深海载人潜水器在设计主驾座椅时综合考虑人-机-环境因素配备腰靠支撑单元，可进一步提升潜航员深海潜航的作业效率。多参数耦合的工效学测评方法为今后载人潜水器座椅的优化设计提供参考。

关键词：载人潜水器载人舱人-机-环境驾驶工效学

研究型大学校院联动有组织科研的实践与探索——以上海交通大学为例

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研究与发展管理 2024年第3期36卷 181-190页

作者：戴智华谭华王婷上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030 上海交通大学海洋水下工程科学研究院上海200231 上海交通大学科学技术发展研究院上海200240

基于上海交通大学机械与动力工程学院开展有组织科研以及和涉海单位协同开展“大海洋”行动计划专项的实践,从职能定位、管理方式、组织形式等维度探究了研究型大学校院联动有组织科研运行的机制。二级学院采用闭环全生命周期科研创新... 详细信息

基于上海交通大学机械与动力工程学院开展有组织科研以及和涉海单位协同开展“大海洋”行动计划专项的实践,从职能定位、管理方式、组织形式等维度探究了研究型大学校院联动有组织科研运行的机制。二级学院采用闭环全生命周期科研创新管理模式,探索形成了科研区域协同创新管理模式,并探索融入上海临港进行有组织的科研合作,为研究型大学校院联动开展有组织科研提供了最佳实践标杆案例。“大海洋”行动计划聚焦国家重大战略需求,有组织地从多学科交叉创新、创新基地建设、优势资源导入、组织机制建设等方面,以需求导向和平台化布局开展协同攻关,形成一种产学研用融通全链条生态体系科研发展模式。研究结论可为我国研究型大学校院联动开展有组织科研实践提供参考。

关键词：研究型大学校院联动有组织科研

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

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

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

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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

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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

基于深度强化学习算法的双边装配线第一类平衡

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 508-519页

作者：程玮张亚辉曹先锋金增志胡小锋上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 中国重汽集团工艺研究院山东济南250100

针对传统优化算法求解双边装配线第一类平衡问题时不能有效利用历史求解经验,难以得到最优解,提出一种深度强化学习求解算法CNN-PPO。设计了CNN-PPO强化学习智能体结构,在近端策略优化算法基础上,引入卷积神经网络增强智能体的数据特征... 详细信息

针对传统优化算法求解双边装配线第一类平衡问题时不能有效利用历史求解经验,难以得到最优解,提出一种深度强化学习求解算法CNN-PPO。设计了CNN-PPO强化学习智能体结构,在近端策略优化算法基础上,引入卷积神经网络增强智能体的数据特征提取能力;根据双边装配线问题特征,定义状态矩阵对双边装配线问题进行描述,并引入标记层辅助智能体进行任务决策;根据问题优化目标设计了奖励函数,结合强化学习在线执行—评价机制,为每次决策选择最优的待分配任务,并通过多个案例测试验证了算法的有效性和稳定性。实验结果表明,所提方法的求解结果具有优越性,59个测试案例中有57个可以达到下界。

关键词：双边装配线第一类平衡问题深度强化学习卷积神经网络近端策略优化

近水面潜航体的长径比对海表尾迹的时频域影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 8-15页

作者：杨哲超陈科蓝林欣尤云祥上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572000

为探究潜艇长径比对海表尾迹特征的影响,构建与实艇尺寸相当且长径比各不相同的主艇体模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟其近水面匀速潜行时产生的兴波尾迹,并对时域空间尾迹信号进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),获取尾迹信号的功率... 详细信息

为探究潜艇长径比对海表尾迹特征的影响,构建与实艇尺寸相当且长径比各不相同的主艇体模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟其近水面匀速潜行时产生的兴波尾迹,并对时域空间尾迹信号进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),获取尾迹信号的功率谱密度(PSD)分布图.同时考虑实际海水密度稳定层化背景,结合分层流内波的模态分析理论,有效分离海表尾迹的内波成分.研究表明:当近水面航行时,分层效应影响较小,产生的尾迹波谱密度值约占海表尾迹波系的1%,而尾迹波系的首、尾横波能否发生有利干扰相较于艇体排水量的差异对自由面兴波尾迹的时域和频域特征影响更大;当首尾兴波均发生有利干扰时,长径比较小的艇型海表尾迹的高频波成分占比相对较小,在排水量增大的同时,仍具有较好的尾迹隐身性能.

关键词：海表尾迹长径比计算流体力学分层效应功率谱密度