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先验规则和深度学习融合驱动的舰船电气图纸布局方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 968-981页

作者：黄一学秦克罗威吴盛郝佳夏琳中国舰船研究设计中心一二室湖北武汉430060 中国舰船研究设计中心科技创新中心湖北武汉430060 中国舰船研究设计中心一〇室湖北武汉430060 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对目前舰船总体设计过程中电气图纸设计自动化程度低、人力消耗大、易出错等问题,提出一种融合先验规则和深度学习、统筹布局和布线、可应用于工程实践的电气图纸自动化布局方法。首先,根据当前舰船电气原理图布局的拓扑特点,基于树... 详细信息

针对目前舰船总体设计过程中电气图纸设计自动化程度低、人力消耗大、易出错等问题,提出一种融合先验规则和深度学习、统筹布局和布线、可应用于工程实践的电气图纸自动化布局方法。首先,根据当前舰船电气原理图布局的拓扑特点,基于树状图拓扑结构提炼出典型的先验规则;其次,以电气连接关系为输入,自动化生成初步电气原理图;最后,采用奇异值分解方法提取连接关系特征,并使用深度神经网络对初步电气原理图参数进行优化。选取某型舰船的7张典型图纸开展应用验证,结果表明:①所提方法可在保证图纸连接关系正确的基础上,实现自动化电气设计布局布线任务,②在大样本的布线试验中,99.1%的图纸都能在10秒内完成布线。所提方法可以应用在所有连接关系为树状拓扑或可以转化为树状拓扑的电气布线任务中,实现电气图纸正确、快速、合理的自动化布线布局,有效提高电气布局布线工作中的自动化程度,进而提高舰船的总体设计能力和效率。

关键词：先验规则神经网络奇异值分解图分解

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中大型无人船舶自主控制系统架构设计及实现

中国舰船研究 2024年第S1期19卷 1-9页

作者：徐亮王欣安刘希余秀韩伟中国舰船研究设计中心上海201108

[目的]自主控制系统作为无人船舶的核心系统,负责协调全船其他系统,共同完成各项既定使命任务,是无人船舶技术的重要研究方向。[方法]首先,借鉴主导人类智能的“神经系统”的生理学结构和认知机制,归纳出对于无人船舶自主控制系统架构... 详细信息

[目的]自主控制系统作为无人船舶的核心系统,负责协调全船其他系统,共同完成各项既定使命任务,是无人船舶技术的重要研究方向。[方法]首先,借鉴主导人类智能的“神经系统”的生理学结构和认知机制,归纳出对于无人船舶自主控制系统架构仿生设计的6点启示。然后,基于这些启示,从“中枢神经系统”和“周围神经系统”两个维度,研究自主控制系统的物理架构及其典型实现。最后,借鉴人类智能的信息处理流程,提出8大功能模块构成的自主控制系统的功能架构以及面向服务架构(SOA)的设计思路。[结果]经研究得到了无人船舶自主控制系统物理架构和功能架构,[结论]其可为中大型无人船舶自主控制系统的总体架构、系统设计与产品研制提供路线参考。

关键词：无人船舶智能体自主控制系统架构设计

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水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

机械工程学报 2024年第8期60卷 320-328页

作者：刘银水王振朱森林孙玲魏强周新平崔岩吴德发华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降... 详细信息

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降低目标的红外特性从而提高隐身性能。通过调节喷头输入压力、流量以及功率参数对两种喷头进行试验分析,探究不同动力参数下复合喷头的红外降温特性以及水雾的增益效应。试验结果表明,随着压力增大,复合喷淋红外降温时长相比单一水幕喷头缩短了41.6%、39.7%、56.9%;在相同流量下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了47.1%;在同等功率下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了30.5%。研究成果为采用水介质的红外降温系统设计提供了新的方向。

关键词：复合喷头水幕水雾红外降温增益

海战场环境对反水雷作战影响效应建模仿真分析

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兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 127-133,290页

作者：周德海应杰韩鹏西北工业大学西安710072 中国舰船研究设计中心武汉430064

以主动声纳方程为出发点,综合考虑海底地形、底质、水温、水质、流速、海况和航速等海洋环境因素,对接收信号信噪比变化量进行了对比分析。结合水雷姿态模型、传播损失模型和噪声模型,准确评估水雷装备的作战能力,通过分析作战效能,为... 详细信息

以主动声纳方程为出发点,综合考虑海底地形、底质、水温、水质、流速、海况和航速等海洋环境因素,对接收信号信噪比变化量进行了对比分析。结合水雷姿态模型、传播损失模型和噪声模型,准确评估水雷装备的作战能力,通过分析作战效能,为部队训练和作战提供了实用参考和依据。无人艇集群反水雷作业中,提出了基于蚁群算法的协同蚁群算法搜索,仿真表明,在海洋环境恶劣、装备性能比较差的条件下,协同蚁群算法相比于全遍历搜索算法效率提高了18.9%,比蚁群算法搜索提高了10.4%,可以有效减少反水雷作业时间,并提高无人艇协同搜索水雷的效率。最后通过可视化软件搭建海战场水雷装备模型,对海洋环境因素参数进行综合的考虑,对水雷作战选型方案进行数据分析,给作战方案提供决策支撑,可为相关行业人员提供参考和使用。

关键词：海洋环境因素信噪比变化量蚁群算法可视化软件

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机械故障下双桨双舵船操纵运动数值模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 56-63页

作者：谭康力谢伟刘祖源解学参中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

为研究双桨双舵船在发生机械故障时的操纵性问题,基于计算流体力学方法(CFD)建立数值水池,采用重叠网格技术和动态流体物体相互作用(DFBI)模块研究船舶在操纵运动过程中的响应.以DTMB5415M为研究对象,对设计工况下的DTMB5415M操纵运动... 详细信息

为研究双桨双舵船在发生机械故障时的操纵性问题,基于计算流体力学方法(CFD)建立数值水池,采用重叠网格技术和动态流体物体相互作用(DFBI)模块研究船舶在操纵运动过程中的响应.以DTMB5415M为研究对象,对设计工况下的DTMB5415M操纵运动进行了数值模拟验证,并将该方法用于单螺旋桨失效、单舵失效和桨舵同时失效情况下的DTMB5415M操纵运动数值模拟.结果表明:双桨双舵船在发生机械故障情况下的操纵性能会发生恶化,单舵失效时的船舶操纵性能相比单桨失效时更差,异侧桨舵同时失效时的船舶操纵性能相比同侧桨舵失效时更差.

关键词：双桨双舵船机械故障计算流体力学船舶操纵性重叠网格技术

基层党建工作服务促进军工企业青年职工快速成长及科研能力提升研究

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现代企业文化 2024年第18期 91-93页

作者：邬泽中国舰船研究设计中心

在新时代背景下，军工企业的发展和国防现代化建设面临着前所未有的机遇与挑战。作为国家科技创新和国防建设的骨干力量，军工企业亟需通过高效的人才培养机制，培育一支高素质的青年科技人才队伍。在此过程中，基层党建工作发挥着不可... 详细信息

在新时代背景下，军工企业的发展和国防现代化建设面临着前所未有的机遇与挑战。作为国家科技创新和国防建设的骨干力量，军工企业亟需通过高效的人才培养机制，培育一支高素质的青年科技人才队伍。在此过程中，基层党建工作发挥着不可替代的作用。本文以中国舰船研究设计中心某党总支为例，深入探讨如何通过加强基层党组织建设，充分发挥党建工作在服务、引导和激励青年职工方面的优势，进而有效促进青年职工的快速成长及其科研能力的提升。

关键词：基层党建工作军工企业青年

不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响研究

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海洋工程 2024年第04期42卷 141-149页

作者：谭康力谢伟刘祖源解学参王五桂刘强中国舰船研究设计中心武汉理工大学船海与能源动力工程学院

通过数学模型进行船舶操纵性预报是常用的方法，以往的约束模试验通常仅在设计航速下进行，且MMG船舶操纵运动模型通常认为螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可以忽略。但船舶在实际操纵运动的过程中航速会发生很大变化，螺旋桨对船舶操纵... 详细信息

通过数学模型进行船舶操纵性预报是常用的方法，以往的约束模试验通常仅在设计航速下进行，且MMG船舶操纵运动模型通常认为螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可以忽略。但船舶在实际操纵运动的过程中航速会发生很大变化，螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可能变得不可忽略，因此有必要开展相关船舶操纵水动力的研究。以KVLCC2为研究对象，对其裸船体、船-舵、船-桨和船-桨-舵系统分别进行不同航速下的约束模试验数值模拟，研究了不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响。研究结果表明：螺旋桨对船舶操纵水动力的影响不可忽略，该影响随着船舶航速的减小而增大，但舵的存在会减弱其影响；螺旋桨对舵效有着较大影响，该影响随着船舶航速的减小也会明显增大。因此在进行船舶操纵性研究时，有必要进行非设计航速下的相关约束模试验。

关键词：约束模试验螺旋桨影响船舶操纵设计航速船-桨-舵系统

柱状弹高速撞击下高强聚乙烯复合夹芯结构的抗侵彻分析模型研究

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中国舰船研究 2024年

作者：戴文喜谢伟胡鹏程程远胜张攀李德聪中国舰船研究设计中心华中科技大学船舶与海洋工程学院

[目的]为快速评估高强聚乙烯复合夹芯结构的抗弹性能，建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先，将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段，分析各阶段的能量耗散问题，提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论分析... 详细信息

[目的]为快速评估高强聚乙烯复合夹芯结构的抗弹性能，建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先，将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段，分析各阶段的能量耗散问题，提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论分析模型，进而建立各阶段的消耗能量与剩余速度之间的关系式；然后，采用有限元软件ANSYS/AUTODYN建立高强聚乙烯复合夹芯结构的抗柱状弹侵彻数值模型，通过计算弹体的剩余速度，从而拟合得到弹道极限数值；最后，将理论分析模型与数值模型的计算结果进行对比验证。[结果]以数值模型结果为基准，忽略弹体镦粗、考虑弹体镦粗的理论分析模型预报值的弹道极限误差均小于22%；综合考虑误差最大值、平均值和相关系数，考虑弹体墩粗的理论分析模型的弹道极限计算精度更高。[结论]该理论分析模型能够较好地计算高强聚乙烯复合夹芯结构抗柱状弹侵彻的弹道极限，可为其他纤维复合夹芯结构的抗侵彻计算提供参考。

关键词：高强聚乙烯复合夹芯结构抗弹性能弹体侵彻弹道极限

基于FGMs的声子晶体带隙调控及振动特性研究

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振动与冲击 2024年第10期43卷 89-97页

作者：徐庚辉肖汉林张琳王雨桐张涛华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

为抑制舰艇典型板壳结构低频振动,基于局域共振理论,设计了一种悬臂式声子晶体结构,开展了数值计算并揭示带隙发生机理,探究了各尺寸参数对带隙特性的影响。同时基于功能梯度材料(functional gradient materials, FGMs)思想,提出固有频... 详细信息

为抑制舰艇典型板壳结构低频振动,基于局域共振理论,设计了一种悬臂式声子晶体结构,开展了数值计算并揭示带隙发生机理,探究了各尺寸参数对带隙特性的影响。同时基于功能梯度材料(functional gradient materials, FGMs)思想,提出固有频率梯度组合带隙调控方法,可有效拓宽低频带隙范围。最后,设计振动特性试验并分析误差产生的原因。结果表明:悬臂梁边长越长,带隙宽度变窄,悬臂梁宽度及厚度增加,带隙宽度变宽;固有频率梯度组合研究中,当整体固有频率变化率小于8.1%时,带隙范围有效拓宽。当相邻两者固有频率变化率大于12.27%时,可呈现多频带隙特性;增加悬臂梁安装数量可在固有频率梯度组合的基础上进一步拓宽禁带范围,该研究成果可为船舶板壳结构隔振设计提供参考。

关键词：声子晶体薄板结构悬臂式振子固有频率梯度组合振动特性试验