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混合动力车辆滑摩起动离合器扭矩实时估计方法

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机械工程学报 2025年

作者：彭程陈俐上海交通大学动力装置与自动化研究所上海交通大学海洋工程国家重点实验室

混合动力车辆中的滑摩起动过程中，需要通过离合器滑摩作用进行发动机的拖起。然而，离合器滑动摩擦性质会随温度、转速差等因素发生变化，使离合器滑摩扭矩的实际值与名义值之间出现极大的偏差，导致基于离合器滑摩扭矩名义值的滑摩起... 详细信息

混合动力车辆中的滑摩起动过程中，需要通过离合器滑摩作用进行发动机的拖起。然而，离合器滑动摩擦性质会随温度、转速差等因素发生变化，使离合器滑摩扭矩的实际值与名义值之间出现极大的偏差，导致基于离合器滑摩扭矩名义值的滑摩起动控制与补偿失效。据此，提出一种基于未知输入观测器的扭矩实时估计方法用于估计滑摩起动过程中离合器滑摩扭矩。由于滑摩起动过程中离合器两端转速差会急剧减小，湿式离合器润滑油带来的黏性摩擦阻力不可忽略，因此建立基于“库伦+黏性”摩擦的离合器滑摩扭矩模型，并进行试验验证。开展台架试验，对不同油温和初始转速差工况下滑摩起动过程中的离合器滑摩扭矩进行实时估计，结果显示该估计算法有较好的精度。

关键词：混合动力车辆滑摩起动扭矩实时估计

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用于动力定位船舶运动预测的混合模型算法

上海交通大学学报 2025年

作者：贾存超魏汉迪肖龙飞李琰周长根郭桦上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学海南研究院国能远海航运有限公司国家能源集团航运有限公司

在海洋环境的动力定位场景中，准确预测船舶运动对于提供作业预警信息和运动补偿支持至关重要。针对该场景下船舶运动变化迅速且呈现强非线性的难点，本研究结合物理模型和数据驱动模型的优势，提出了一种船舶运动预测混合模型算法。该... 详细信息

在海洋环境的动力定位场景中，准确预测船舶运动对于提供作业预警信息和运动补偿支持至关重要。针对该场景下船舶运动变化迅速且呈现强非线性的难点，本研究结合物理模型和数据驱动模型的优势，提出了一种船舶运动预测混合模型算法。该混合模型采用物理模块对船舶运动进行初步预测，并通过纠偏模块修正误差。在此基础上，引入控制力预测模块实现物理模块参数的更新以提高预测精度。研究中采用动力定位模型试验数据用于混合模型的训练和测试，并针对预测时长和训练样本数量对模型性能开展深入评估。结果表明，针对纵荡、横荡、首摇运动，混合模型预测未来15 s运动的精度相比长短期记忆(LSTM)网络提高了15%～57%，在运动波峰波谷处的提升最为明显，且在处理分布不均的数据集时具有更强的预测稳定性。综上所述，混合模型具有更高的精度和稳定性，有望为海洋环境中的动力定位作业提供更准确、更稳定的预警信息和运动补偿支持。

关键词：动力定位运动预测混合模型长短期记忆

柔性基础非线性能量阱隔振系统动力学特性分析

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船舶力学 2025年第1期29卷 145-155页

作者：陈森朱翔李天匀陈树鑫戴维华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 华中科技大学船舶和海洋水动力湖北省重点实验室武汉430074 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

针对舰船等工程领域低频线谱控制难题,建立考虑柔性基础的非线性能量阱隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法和Runge-Kutta法分析系统的非线性动力学特性。探讨基础参数对系统幅频特性的影响,并分析系统在共振频率处的非线性动力学行为。... 详细信息

针对舰船等工程领域低频线谱控制难题,建立考虑柔性基础的非线性能量阱隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法和Runge-Kutta法分析系统的非线性动力学特性。探讨基础参数对系统幅频特性的影响,并分析系统在共振频率处的非线性动力学行为。以振动功率流为评价参数,探讨非线性能量阱质量比、立方刚度、阻尼对减振效果的影响规律。针对本文计算模型的研究表明:当基础刚度较弱时,非线性能量阱对设备的幅频响应特性影响较大;对于特定的参数,基础和设备在一阶共振频率处的运动状态可能是不同的;非线性能量阱减振效果良好,在本算例中传递到基础的功率流峰值降低了13.95 dB。

关键词：柔性基础非线性能量阱谐波平衡法振动功率流

内压作用下耐磨胶带层对非黏结柔管扭转特性的影响

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上海交通大学学报 2025年第1期59卷 121-130页

作者：罗春苗付世晓张萌萌陈鲲鹏崔晓轩上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 浙江恒安泰石油工程有限责任公司浙江舟山316000

非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计... 详细信息

非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计分析中所忽视的螺旋铠装内外侧耐磨胶带,基于理论推导,建立耐磨胶带层扭转刚度及弹性模量修正算法,结合有限元模型,探究胶带层叠压对于非黏结柔管整体扭转的影响.结果显示,采用经过修正的胶带层弹性模量所得管道扭转结果更接近实测结果,对实际工程应用具有一定的指导意义.进一步研究发现,非黏结软管的整体扭转角与耐磨胶带的宽度正相关,与耐磨胶带的铺设角负相关,而随着叠压率增加,管道扭转角减小.

关键词：非黏结柔性管耐磨胶带扭转平衡修正弹性模量敏感性分析

南海西南次海盆陆缘演化与幕式扩张的岩浆-构造-地层记录

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地球科学 2025年第1期50卷 195-216页

作者：杨天一唐勇任建业巢鹏中国地质大学海洋学院自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室上海交通大学海洋学院中国地质大学海洋地质资源湖北省重点实验室

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议，特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征，通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖... 详细信息

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议，特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征，通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面的解释与研究，识别出莫霍面（Moho）、基底和海底3个一级陆缘界面，划分出细颈化域、超伸展域、原洋域等构造单元；进一步精细解释了共轭陆缘盆地充填层序和多期断裂系统，识别出破裂不整合界面Bi，将陆缘盆地同裂陷期层序（Tg-Bi）划分为S1-S5五个层序，建立了西南次海盆V型尖端区域共轭陆缘的构造-地层格架.构造-地层格架中S3/S4层序之间的界面CBi、S4/S5之间的界面POBi分别与陆壳破裂和原洋洋壳Ⅰ的破裂对应，记录了西南次海盆共轭陆缘岩石圈伸展破裂过程中发生的重要构造事件.结合断裂活动性和盆地原型的分析，将西南次海盆共轭陆缘同裂陷期的演化划分为伸展、细颈化、超伸展和原洋洋壳四个阶段，建立了西南次海盆共轭陆缘演化模式.还建立了西南次海盆V型尖端共轭陆缘地壳的“鳄鱼嘴”结构，识别出总宽度达231 km的两期原洋洋壳.结合外缘高地和同破裂层序（S4-S5）研究，提出两期原洋洋壳的发育与西南次海盆的两幕扩张过程相对应，由原洋洋壳构成了同期洋盆的洋陆转换带.揭示了西南次海盆张开过程中岩石圈的伸展破裂机制与洋脊传播过程中幕式扩张作用对陆缘构造、地层和岩浆作用的影响，对于深入研究南海岩石圈的伸展破裂过程、洋陆转换带的成因以及南海被动陆缘形成的动力学机制具有重要意义.

关键词：南海西南次海盆陆缘演化模式幕式扩张原洋洋壳洋陆转换带岩浆-构造-地层记录海洋地质学

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深水桥梁浮式基础系泊体系研究

中国公路学报 2025年第02期 14-22页

作者：向升冷欣泽程斌上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

浮式桥梁在深水软弱地基水域具有良好的应用前景，其浮式基础动力特性受下部系泊体系影响显著，目前相关研究较为有限。针对斜向索系泊、张力腿系泊、组合式系泊3种体系浮式基础开展了1∶70水动力缩尺模型试验，结合结构固有频率、幅值... 详细信息

浮式桥梁在深水软弱地基水域具有良好的应用前景，其浮式基础动力特性受下部系泊体系影响显著，目前相关研究较为有限。针对斜向索系泊、张力腿系泊、组合式系泊3种体系浮式基础开展了1∶70水动力缩尺模型试验，结合结构固有频率、幅值响应算子和功率谱密度曲线对各体系浮式基础的动力特性进行了研究和对比，明确了不同系泊体系的适用波浪环境。进一步基于水动力数值模拟对组合式系泊体系开展了考虑不同斜向索-张力腿刚度比和整体系泊刚度的参数分析，得到了系泊索刚度设置对此类浮式基础的影响规律。研究结果表明：斜向索系泊体系具有较宽的高响应频带，各自由度运动耦合关系明显，仅适用于低浪高水域；张力腿系泊体系的低频水平运动显著，相同不规则波作用下的水平运动响应可达其他2类体系的2.3倍，不适用于存在低频涌浪的水域；组合式系泊体系的水平运动幅值响应算子峰值较大，但高响应出现在较窄频带内，通过调节系泊索刚度使结构水平共振频率远离波浪谱峰频率，可有效降低结构动力响应，此类体系的适用范围较广。研究可为深水桥梁浮式基础的后续研究与应用提供参考借鉴。

关键词：桥梁工程浮式基础模型试验系泊系统水动力响应

基于神经网络的海冰弯曲强度计算参数确定及锥体破冰数值研究

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振动与冲击 2025年第1期44卷 41-50页

作者：朱圣涛邹璐邹早建邹明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全国重点实验室上海200240

为构建黏聚单元物理参数与海冰弯曲强度之间的关系,提出一种基于神经网络的回归模型用于海冰弯曲强度计算参数的确定。首先,基于有限元法及黏聚单元法对海冰三点弯曲试验进行数值模拟并验证方法的有效性。然后,选择五个影响参数,采用拉... 详细信息

为构建黏聚单元物理参数与海冰弯曲强度之间的关系,提出一种基于神经网络的回归模型用于海冰弯曲强度计算参数的确定。首先,基于有限元法及黏聚单元法对海冰三点弯曲试验进行数值模拟并验证方法的有效性。然后,选择五个影响参数,采用拉丁超立方抽样算法生成427个样本,通过数值模拟得到其对应的海冰弯曲强度,构建神经网络的数据集。在此基础上,采用多层感知器神经网络对所有样本预报结果进行训练,得到预报海冰弯曲强度的回归模型。以此建立与试验海冰弯曲强度相近的层冰数值模型,并考虑流体浮力和拖曳力对碎冰的作用,对不同参数影响下的锥体层冰相互作用进行数值模拟及分析。结果显示,锥体受到层冰纵向力的均值、标准差以及峰值均随碰撞速度、锥体水线面直径和锥体角度的增加而增大。

关键词：有限元法黏聚单元法海冰弯曲强度神经网络结构物-层冰相互作用

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浮式联排光伏动力响应及其连接件特性研究

海洋工程 2025年第1期43卷 15-29页

作者：达邵炜付世晓许玉旺李德江宋斌上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 极地深海技术研究院上海200240 烟台中集来福士海洋科技集团有限公司山东烟台264000

中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研... 详细信息

中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研究释放不同转角约束下浮体运动响应以及连接件受力情况;对于柔性连接件,考察了拉伸刚度对整个光伏系统力学性能的影响规律。此外,研究了不同环境载荷组合下的多浮体响应特性以及连接件承载能力。研究结果表明,刚性连接件转角约束可有效限制浮体纵荡、纵摇运动,柔性缆绳拉伸刚度在一定范围内影响浮体纵荡响应特性;在两种连接方案下,连接件载荷响应与环境载荷组合有关,光伏系统内外侧连接件分别呈现不同承载力特性。

关键词：浮式联排光伏连接器特性刚性约束方式柔性缆绳拉伸刚度多浮体运动响应

基于高斯过程回归和深度强化学习的水下扑翼推进性能寻优方法

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上海交通大学学报 2025年第1期59卷 70-78页

作者：杨映荷魏汉迪范迪夏李昂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572024 西湖大学工学院杭州310024

为了克服水下工作环境的复杂多变性,以及扑翼运动本身存在控制难度高、变量多、非线性特征显著等问题,提出一种直接探索环境并选取相应最优扑翼推进运动参数的寻优方法.采用拉丁超采样技术获取多维扑翼参数在实际水池中的数据样本,并基... 详细信息

为了克服水下工作环境的复杂多变性,以及扑翼运动本身存在控制难度高、变量多、非线性特征显著等问题,提出一种直接探索环境并选取相应最优扑翼推进运动参数的寻优方法.采用拉丁超采样技术获取多维扑翼参数在实际水池中的数据样本,并基于该数据使用高斯过程回归(GPR)算法建立泛化工作环境的非参数模型.在不同推进性能需求下,采用深度强化学习(DRL)中的TD3算法并以奖励最大化为目标,训练得出连续区间内多参数动作最优组合解.实验结果表明,该GPR-TD3方法可以习得实验环境下扑翼推进的全定义域内最优解,包括最大速度和最大效率,并且该最优解可以在GPR中以二维形式直观验证其准确性.同时,针对任意给出的推进速度要求值,在290组真实样本前提下,新算法能够给出误差范围为0.23%~6.68%的推荐动作组合解,为真实应用提供参考.

关键词：水下扑翼高斯过程回归深度强化学习推进性能寻优