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基于二次流控制规律的非轴对称端壁造型优化设计

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航空动力学报 2024年第2期39卷 193-211页

作者：尤付浩李相君鲁庆崔义强朱政宇大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

针对高负荷轴流压气机端壁角区分离问题,提出了一种多局部控制端壁二次流、适用于多工况的端壁造型方法,在选取参数的同时考虑结合优化,通过少量参数来控制型面变化。该方法的思想是定义对端壁二次流有不同影响的表面单元,然后通过几何... 详细信息

针对高负荷轴流压气机端壁角区分离问题,提出了一种多局部控制端壁二次流、适用于多工况的端壁造型方法,在选取参数的同时考虑结合优化,通过少量参数来控制型面变化。该方法的思想是定义对端壁二次流有不同影响的表面单元,然后通过几何叠加的方式将它们的影响组合起来。而后将该方法应用到多目标优化设计中。优化结果表明:高负荷叶栅的总压损失系数在设计点降低0.03,大攻角点降低0.05时,与传统方法相比,新方法的优化设计过程收敛更快,计算时间更短。最优造型设计规律是在叶片通道内构造一个吸力侧上升、压力侧下沉的端壁面,同时局部抬高吸力面角区,前缘至凸起部位上坡平缓。流场分析表明,该方法在控制变量较少的情况下,对端壁几何形状产生了清晰直观的影响。同时有效结合表面单元在二次流控制中的作用,抑制角区分离。由此可见,新开发的端壁造型优化设计方法与以往的研究相比具有一定的优势。

关键词：角区分离端壁造型流动控制优化设计压气机

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基于改进DQN算法的船舶全局路径规划研究

中国舰船研究 2024年

作者：关巍曲胜张显库胡彤博大连海事大学航海学院

[目的]为提升实际海域环境下船舶航行路径的经济性与安全性，提出一种改进DQN算法的船舶全局路径规划方法。[方法]首先，引入优先经验回放机制赋予重要样本更高的权重，提升学习效率；然后，再通过决斗网络和噪声网络改进DQN的网络结构... 详细信息

[目的]为提升实际海域环境下船舶航行路径的经济性与安全性，提出一种改进DQN算法的船舶全局路径规划方法。[方法]首先，引入优先经验回放机制赋予重要样本更高的权重，提升学习效率；然后，再通过决斗网络和噪声网络改进DQN的网络结构，使其对特定状态及其动作的价值评估更加准确的同时具备一定的探索性和泛化性。[结果]实验结果表明，在Maynila附近海域环境下，相比于A*算法和DQN算法，改进算法在路径长度上分别缩短了1.9%和1.0%，拐点数量上分别减少了62.5%和25%。[结论]实验验证了改进DQN算法能够更经济、更合理的规划出有效路径。

关键词：船舶路径规划 DQN算法优先经验回放

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实时输出视频的水下主动偏振成像

光学精密工程 2024年第10期32卷 1443-1455页

作者：吴厚德翟予峥王洪昌李持尧郭睿琦大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

针对在水下主动偏振成像方法中,需要机械旋转相机前的检偏器获取正交偏振态图像,导致无法实时输出去后向散射视频的问题,提出了实时输出视频的水下主动偏振成像方法。首先,本方法将正交偏振切换位置从相机端更换到光源端,而相机端的检... 详细信息

针对在水下主动偏振成像方法中,需要机械旋转相机前的检偏器获取正交偏振态图像,导致无法实时输出去后向散射视频的问题,提出了实时输出视频的水下主动偏振成像方法。首先,本方法将正交偏振切换位置从相机端更换到光源端,而相机端的检偏器偏振状态保持不变,并论证了此改变并不影响去后向散射的效果;然后,设计了阵列正交偏振光源,即光源由偏振态正交的两组LED灯珠交错排列组成,通过独立的驱动电路分别控制两组灯珠,输出偏振态正交的偏振光,从硬件上取消了偏振态切换的机械结构;第三,设计了同步控制装置,分别控制光源输出的偏振态和相机拍照,实现了正交偏振态图像数据的采集;最后,通过流水线式主动偏振图像处理方法,实现实时的视频输出。实验结果表明,本方法可以实时输出去后向散射视频,且在去后向散射性能上,与机械式主动偏振成像方法性能接近,两者去后向散射性能的背离度均低于4%,图像EME值增长倍数最大可达17.96。本方法具有结构简单、成本低、输出帧频不受影响以及相机选择性多等优点,能够广泛应用在水下成像领域。

关键词：主动偏振成像去后向散射阵列正交偏振光源实时视频

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考虑执行器动态特性的船舶动力定位鲁棒事件触发控制

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中国舰船研究 2024年

作者：李博张国庆张显库吕红光大连海事大学航海学院

[目的]为解决航海工程应用中全驱动船舶的动力定位控制任务所存在的通信资源限制、参数不确定等问题，提出一种考虑执行器动态特性的船舶动力定位鲁棒事件触发控制算法。[方法]该算法采用径向基函数（RBF）神经网络对系统不确定进行逼... 详细信息

[目的]为解决航海工程应用中全驱动船舶的动力定位控制任务所存在的通信资源限制、参数不确定等问题，提出一种考虑执行器动态特性的船舶动力定位鲁棒事件触发控制算法。[方法]该算法采用径向基函数（RBF）神经网络对系统不确定进行逼近，同时针对通信带宽受限约束而引入零阶保持器，在传感器-控制器信道中设计一种新颖的事件触发机制，以降低传感器-控制器和控制器-执行器信道中的信号传输频率并显著节约系统的通信资源。此外，该算法通过设计在线更新的自适应参数去补偿执行器的增益不确定性，从而降低计算负载，以保证船舶能够稳定执行动力定位任务。[结果]利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统中所有误差变量都满足半全局一致最终有界(SGUUB)稳定，并通过设置对比仿真实验证明了该算法的有效性。[结论]研究成果可为推进智能船舶装备研制提供参考。

关键词：动力定位船舶事件触发控制鲁棒神经阻尼自适应控制

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基于分区过滤-增量验证的图编辑相似查询

计算机学报 2024年第2期47卷 375-395页

作者：王习特白梅王朝金马茜李冠宇大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116000

图编辑相似查询问题是指从图集G中查询出所有与查询图q的图编辑距离(Graph Edit Distance,GED)在给定阈值τ内的数据图.由于GED计算是NP-Hard问题,现有的研究多采用过滤-验证框架进行查询,对未能过滤掉的图采用A*-GED算法验证.本文提出... 详细信息

图编辑相似查询问题是指从图集G中查询出所有与查询图q的图编辑距离(Graph Edit Distance,GED)在给定阈值τ内的数据图.由于GED计算是NP-Hard问题,现有的研究多采用过滤-验证框架进行查询,对未能过滤掉的图采用A*-GED算法验证.本文提出了分区过滤-增量验证框架PFIV来处理图相似查询问题,在增强过滤效果的同时,还能加快验证速度.首先,在过滤阶段提出了2种分区策略,用来加快分区速度.(1)映射顶点顺序策略:在分区过程中,基于图的特征信息和结构信息提出分区时顶点的映射顺序,尽快过滤掉不相似的图,减少计算量;(2)分区结束条件策略:在分区过程中,设置分区结束条件,加快不相似图的过滤速度.其次,在验证阶段提出了增量验证策略,利用过滤阶段保留的映射结果,设计状态空间树,进行增量验证,加快验证阶段的计算.最后,通过大量实验验证了PFIV能够高效地处理图编辑相似查询问题,对比原有算法,查询效率提高8%~17%,并证明了所提出策略的有效性.

关键词：图相似 GED 分区过滤增量验证图数据

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道路网络多阶段抗灾能力优化模型构建与应用

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 96-108页

作者：刘鹏路庆昌秦汉崔欣长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 大连海事大学航运经济与管理学院辽宁大连116026

为了降低路网抗灾成本并保障路网快速连通,研究道路交通网络多阶段灾害应对能力优化的问题.建立综合灾前应急工作站点选址和灾后路网恢复决策的3层规划模型,其中特别考虑了应急救援设施和后勤保障资源在耗尽性、运输方式和恢复作用上的... 详细信息

为了降低路网抗灾成本并保障路网快速连通,研究道路交通网络多阶段灾害应对能力优化的问题.建立综合灾前应急工作站点选址和灾后路网恢复决策的3层规划模型,其中特别考虑了应急救援设施和后勤保障资源在耗尽性、运输方式和恢复作用上的差异,定量建模了两者间的相互协作关系.通过综合双层遗传算法和FrankWolfe算法,获得模型的近似最优解.研究结果表明,与未考虑灾后恢复过程的灾前布设决策和未考虑后勤保障资源的灾前布设决策相比,最优决策可以分别降低10.96%的后勤保障资源运输成本和11.51%的加权恢复成本.后勤保障资源和应急救援设施布设数量共同影响路网的恢复效果,忽略两者间的协作关系,将会高估应急救援设施布设数量增加对恢复效果的影响.

关键词：交通工程道路交通网络抗灾能力优化 3层优化模型遗传算法

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鹈鹕优化算法在岩体结构面分组中的应用

哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 117-125页

作者：刘铁新董自岩郭怡宁大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116600

结构面广泛分布于岩体之中,难以逐一进行分析。现有研究方法存在对初始信息敏感,分组结果可靠性差,以及难以准确对产状相近的结构面进行分组等不足。针对上述问题,提出了一种基于鹈鹕优化算法(POA)的岩体结构面分组方法。首先,利用POA... 详细信息

结构面广泛分布于岩体之中,难以逐一进行分析。现有研究方法存在对初始信息敏感,分组结果可靠性差,以及难以准确对产状相近的结构面进行分组等不足。针对上述问题,提出了一种基于鹈鹕优化算法(POA)的岩体结构面分组方法。首先,利用POA算法全局寻优初始聚类中心,结合模糊C均值算法(FCM)将结构面产状数据进行完全分组。其次,利用蒙特卡罗模拟技术,生成符合Fisher分布的产状数据。最后,基于正交设计,对比传统FCM算法,以识别错误率为指标,研究了新算法在不同结构面数量、结构面组数、聚类中心、离散度情况下分组精度的变化规律。结果表明:聚类中心对分组精度具有显著影响;所提方法能对产状极点边界不清晰的结构面数据进行有效分组,可有效提高分组精度和分组结果的可靠性。以大连某水库边坡结构面数据为基础,对其进行分组处理,验证了新方法的工程实用性。研究结果可以为结构面三维网络计算机模拟和岩体工程稳定性分析提供依据。

关键词：岩体力学鹈鹕优化算法模糊C均值算法结构面分组正交设计

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FLNG船舶能量管理系统设计与性能优化

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3165-3176,I0019页

作者：夏睿王哲董博韩凤翚纪玉龙蔡文剑大连海事大学轮机工程学院辽宁省大连市116000

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。... 详细信息

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。该系统主要利用液态空气作为媒介储存和释放能量,通过液态空气冷能与混合制冷循环相结合实现天然气液化过程,在提高LNG生产性能的同时集成了CO_(2)液化循环和电力的生产,通过CO_(2)液化和剩余冷能发电提高系统的输出性能,实现了FLNG船舶冷能的多级利用,也为FLNG船舶冷能利用提供新方法,新途径。所提系统相较于基准模型具有更好的性能,在7.04年可实现成本回收。最后采用多目标性能优化,进一步提高系统㶲效率达60.67%,同时降低约2.3%的成本。该FLNG低温能量管理系统有高效、低耗、稳收益、低碳化等特点,可更好优化海上LNG供应链,促进航运业“双碳”发展。

关键词：浮式液化天然气生产储卸装置船舶低温能量管理液态空气储能系统设计多目标优化

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考虑区块链追溯的航运供应链服务定价

大连海事大学学报 2024年第1期50卷 102-112页

作者：赵旭曲润泽黄瑞大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026

考虑货主对追溯信息的偏好,构建港口、承运人和货运代理的三级航运供应链,由各方分别主导区块链溯源系统的建设,结合成本分摊策略,使用Stackelberg博弈模型,对比分析基准模式与三种区块链技术模式下的最优定价策略。此外,考虑了不同政... 详细信息

考虑货主对追溯信息的偏好,构建港口、承运人和货运代理的三级航运供应链,由各方分别主导区块链溯源系统的建设,结合成本分摊策略,使用Stackelberg博弈模型,对比分析基准模式与三种区块链技术模式下的最优定价策略。此外,考虑了不同政府补贴模式下的补贴力度和成员定价策略。研究结果发现:区块链技术对于航运供应链成员来说并不总是最优决策,这与成本分摊比例、货主对追溯信息的偏好及航运文书延迟成本有关;当货主对溯源信息偏好较高,而溯源成本较低时,各方应提高溯源水平,从而提高自身收益;政府的固定补贴模式无法给跟随者带来收益,而在追溯补贴模式下,当航运链领导者的分摊比例高于一定阈值时,追溯补贴力度的提高会使整个供应链的利润最大化。

关键词：航运供应链服务定价定价策略区块链可追溯性政府补贴