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移动重块式船舶减摇系统研究

船舶力学 2021年第3期25卷 321-327页

作者：杨荣武许劲松周泉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

船舶在风浪中会产生横摇,有效控制横摇可以提高船舶航行的安全性和经济性。移动重块式减摇系统具有机理简单、控制灵活的特征,对于不同的海况和工况具有很强的适用性,但对控制方案的安全性和最优性有较高要求。本文选择模型预测控制方法... 详细信息

船舶在风浪中会产生横摇,有效控制横摇可以提高船舶航行的安全性和经济性。移动重块式减摇系统具有机理简单、控制灵活的特征,对于不同的海况和工况具有很强的适用性,但对控制方案的安全性和最优性有较高要求。本文选择模型预测控制方法MPC构建控制器,成功实现了满足约束条件的最优化控制。案例船模的水池减摇试验充分验证了MPC控制器的有效性和优越性,对移动重块减摇系统的工业应用具有重要借鉴意义。

关键词：减摇系统移动重块模型预测控制方法减摇试验

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可变低温环境锂电池组内部短路故障诊断

浙江大学学报（工学版） 2020年第7期54卷 1433-1439页

作者：吴佳铭陈自强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

针对可变低温环境下锂离子电池组易发生的内部短路故障问题,提出基于模型的电池组参数估计和故障诊断方法.通过特性实验,建立三元锂电池容量与温度的关系.根据标准-偏差模型,采用无迹卡尔曼滤波实时估计标准电池状态和参数,结合双卡尔... 详细信息

针对可变低温环境下锂离子电池组易发生的内部短路故障问题,提出基于模型的电池组参数估计和故障诊断方法.通过特性实验,建立三元锂电池容量与温度的关系.根据标准-偏差模型,采用无迹卡尔曼滤波实时估计标准电池状态和参数,结合双卡尔曼滤波得到电池组状态和参数的实时估计结果,根据电池容量衰减定量诊断内部短路故障.在5~25℃时变温度下,结合实际工况进行电池组充放电实验,通过并联电阻法模拟内部短路故障,得到电池组状态和内部短路电阻估计值和真实值的对比.实验结果表明,利用提出的方法能够快速、精确地跟踪电池组状态,准确地诊断电池内部短路故障.

关键词：低温锂电池组标准-偏差模型电池组容量内部短路

基于谱分析和裂纹扩展方法的舱口角隅疲劳寿命预报方法

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上海交通大学学报 2019年第2期53卷 153-160页

作者：余宏淦黄小平张永矿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

以某超大型集装箱船驾驶室前椭圆形角隅为例,采用谱分析结合裂纹扩展方法预报角隅疲劳寿命.首先通过水动力和结构响应分析得到全船响应,获得角隅在不同工况下的应力分布,并依此选定可能的起裂位置.然后将全船分析结果作为ANSYS中建立的... 详细信息

以某超大型集装箱船驾驶室前椭圆形角隅为例,采用谱分析结合裂纹扩展方法预报角隅疲劳寿命.首先通过水动力和结构响应分析得到全船响应,获得角隅在不同工况下的应力分布,并依此选定可能的起裂位置.然后将全船分析结果作为ANSYS中建立的带裂纹角隅模型二次分析的边界条件,求解应力强度因子并采用最大周向应力准则(MCSC)得到角隅在不同工况下的裂纹扩展路径,在大量计算的基础上回归出相应的角隅裂纹应力强度因子经验公式.最后依据ABS船级社推荐的谱分析法构建疲劳载荷谱,采用单一曲线模型和所获得角隅裂纹应力强度因子经验公式预报角隅疲劳寿命,为角隅疲劳寿命的校核提供参考.

关键词：舱口角隅裂纹扩展路径谱分析断裂力学疲劳寿命

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界面对弹性球壳声辐射的影响分析

船舶力学 2022年第2期26卷 291-300页

作者：赵开琦范军王斌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

深海和浅海信道均为有界空间。为计算界面对有界空间中弹性结构振动及声辐射的影响,本文利用虚源法和Graf加法定理,建立了理想界面附近点力激励下球壳振动声辐射的解析模型。分别计算了不同边界、不同下潜深度和激励位置下球壳的声辐射... 详细信息

深海和浅海信道均为有界空间。为计算界面对有界空间中弹性结构振动及声辐射的影响,本文利用虚源法和Graf加法定理,建立了理想界面附近点力激励下球壳振动声辐射的解析模型。分别计算了不同边界、不同下潜深度和激励位置下球壳的声辐射阻抗、辐射声压和声功率,解释了辐射声场的形成机理,并给出了声压频率谱中干涉条纹的简单预报公式;以辐射声功率为评价参数定量讨论了不同类型边界对球壳声源特性的影响规律。计算结果表明,对于相对壳厚h/a=1%~5%的薄球壳,当无因次频率ka≥2且归一化下潜深度H_(r)≥3时,界面对球壳辐射声功率的影响小于3 dB,可以忽略。

关键词：振动和声辐射弹性球壳解析解声学边界

集装箱船纵骨端部焊趾处表面裂纹应力强度因子计算

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中国造船 2016年第2期57卷 67-77页

作者：孔小兵黄小平罗盼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

纵骨端部是集装箱船疲劳强度校核的关键节点。采用有限元软件ANSYS模拟纵骨端部焊趾处的表面裂纹,提出了考虑裂纹深度与板厚比a/B、裂纹的形状比a/c、裂纹长度与扶强材两侧焊缝焊趾间的长度比2c/L及扶强材宽度d影响的纵骨端部焊趾处表... 详细信息

纵骨端部是集装箱船疲劳强度校核的关键节点。采用有限元软件ANSYS模拟纵骨端部焊趾处的表面裂纹,提出了考虑裂纹深度与板厚比a/B、裂纹的形状比a/c、裂纹长度与扶强材两侧焊缝焊趾间的长度比2c/L及扶强材宽度d影响的纵骨端部焊趾处表面裂纹应力强度因子计算的基本经验公式。各种纵骨端部节点形式多样,对所有节点形式进行归类,分析各类节点形式的特点及其对应力强度因子的影响。各类节点焊趾处表面裂纹的应力强度因子可通过在基本经验公式上增加相应的修正项得到,可以为集装箱船纵骨端部的疲劳强度校核提供参考。

关键词：纵骨端部表面裂纹应力强度因子集装箱船

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弹性浮体的二阶平均漂移力研究

船舶力学 2024年第5期28卷 651-662页

作者：李帅付世晓张仕元上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

本文基于离散模块思想,提出一种求解弹性浮体二阶平均漂移力的数值方法。首先将连续弹性浮体离散为弹性梁连接的刚性模块系统,实现弹性梁刚度和各模块水动力信息的耦合,在频域内求解浮体一阶水弹性响应。然后利用二阶多体水动力理论,并... 详细信息

本文基于离散模块思想,提出一种求解弹性浮体二阶平均漂移力的数值方法。首先将连续弹性浮体离散为弹性梁连接的刚性模块系统,实现弹性梁刚度和各模块水动力信息的耦合,在频域内求解浮体一阶水弹性响应。然后利用二阶多体水动力理论,并考虑计及结构弹性变形影响后的各模块一阶运动信息,获得各刚性模块上的二阶平均漂移力。最后,利用该方法求解自由柔性驳船的平均漂移力,并与基于模态叠加思想的三维水弹性理论的计算结果进行对比验证。此外,由于本文方法在水动力求解方面的离散特性,该方法可直接拓展到非均匀波浪场下浮体的水弹性响应分析。

关键词：水弹性离散模块平均漂移力频域

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基于双充电状态的锂离子电池健康状态估计

上海交通大学学报 2022年第3期56卷 342-352页

作者：卢地华陈自强上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

针对锂离子电池实际应用中存在不完全充放电而导致的充电起始点及截止点不确定问题,提出一种基于双充电状态因子的电池健康状态估计方法.搭建电池老化实验台架,采用8块镍钴锰锂离子电池进行老化实验;区别于传统单状态因子估计,选取不同... 详细信息

针对锂离子电池实际应用中存在不完全充放电而导致的充电起始点及截止点不确定问题,提出一种基于双充电状态因子的电池健康状态估计方法.搭建电池老化实验台架,采用8块镍钴锰锂离子电池进行老化实验;区别于传统单状态因子估计,选取不同老化阶段下恒压充电状态前端等时间差的电流平均值,以及恒流充电状态末端等幅值电压的充电时间构造健康因子;分析不同老化阶段实验电池的荷电状态-开路电压对应关系,通过理论推导及实验结果证明健康因子的正确性;建立具备强泛化能力的改进支持向量回归模型,并通过粒子群算法优化模型超参数.实验结果表明:所提双充电状态健康因子与电池老化衰减密切相关,所建立的改进支持向量回归模型可实时估计不同老化状态下的电池健康状态,具备容量局部回弹变化的表征能力,可作为一种有效的嵌入式电池管理系统健康状态估计方法.

关键词：锂离子电池健康状态估计支持向量回归双充电状态老化实验

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含复合材料结构的非黏结柔性立管弯曲特性

上海交通大学学报 2022年第9期56卷 1247-1255页

作者：刘庆升薛鸿祥袁昱超唐文勇上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对... 详细信息

非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明:非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.

关键词：非黏结柔性立管复合材料圆柱壳层弯曲刚度纤维体积分数

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基于航行数据的船舶油耗优化

船舶工程 2019年第8期41卷 100-104页

作者：殷振宇许劲松上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心

以一条丹麦籍客滚轮的实测数据为基础,通过人工神经网络建立案例船的油耗黑箱模型。基于该油耗模型,进一步采用动态规划算法获得规定航线上的最佳航行策略,有效提高案例船的EEOI能效指数,达到减排节能的目标。该项研究所建立的油耗优化... 详细信息

以一条丹麦籍客滚轮的实测数据为基础,通过人工神经网络建立案例船的油耗黑箱模型。基于该油耗模型,进一步采用动态规划算法获得规定航线上的最佳航行策略,有效提高案例船的EEOI能效指数,达到减排节能的目标。该项研究所建立的油耗优化系统框架完全以实测航行数据为基础,可直接应用于不同船只,具有较普遍的适用性,对于SEEMP能效管理计划的实施具有重要意义。

关键词：船舶能效管理计划黑箱模型动态规划油耗优化