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基于低损耗多芯光纤的空分复用量子密钥分配

光学学报 2024年第16期44卷 338-346页

作者：赵良圆张功会孙伟徐东韦峥梁洪源王林江苏亨通问天量子信息研究院有限公司江苏苏州215200 江苏亨通光纤科技有限公司江苏苏州215200

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特... 详细信息

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特误码率平均值为0.88%;当共纤传输距离为42.78 km时,QKD的安全密钥率平均值为0.75 kbit/s,量子比特误码率平均值为2.15%。与量子信号单独占用一根光纤时QKD的性能进行对比,商用多芯光纤的芯间串扰对QKD信噪比的影响较小,表明基于商用多芯光纤可实现SDM-QKD的实际部署和应用。

关键词：量子光学量子密钥分配量子密码多芯光纤空分复用同纤共传

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波纹消声器声学性能的数值分析及试验

振动与冲击 2024年第20期43卷 275-281页

作者：吴太英温华兵潘飞郭俊华申华江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212100 重庆江增船舶重工有限公司重庆402263

波纹消声器可实现特定频带上的消声最大化,通过调节不同波纹深度的重新组合获取非规则波纹结构来实现频带上的互补。采用侧支共振腔理论公式计算单波纹传递损失,依据双负载原理搭建试验台测量波纹管声学性能,将理论、试验结果分别与数... 详细信息

波纹消声器可实现特定频带上的消声最大化,通过调节不同波纹深度的重新组合获取非规则波纹结构来实现频带上的互补。采用侧支共振腔理论公式计算单波纹传递损失,依据双负载原理搭建试验台测量波纹管声学性能,将理论、试验结果分别与数值预测值进行比较。研究结果表明:波纹深度是影响单波纹共振频率的主要因素;非规则波纹结构传递损失带宽主要受非规则波纹数量、相邻波纹深度差影响;消声腔容积影响有效带宽频率范围。最终优化结果相比常规波纹管,在1000~5000 Hz内传递损失均值提升约20.55 dB,带宽拓宽约1750 Hz。

关键词：波纹消声器非规则波纹双负载法传递损失带宽

计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 118-124页

作者：辛振沈超明江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 中船澄西(泰州)装备科技有限公司江苏泰州214514

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学... 详细信息

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应,但后者具备更为强大的影响力,其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降;此外,低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应,在-40~-60℃范围内,UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现,在脆-韧性转变存在的温度区间内(25~80℃),转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系,温度每升高约30℃,临界应变率就会提升1个量级。

关键词：超高分子量聚乙烯纤维束温度效应应变率效应脆-韧性转变临界应变率

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空间分布系列球壳声场耦合与辐射特性研究

船舶力学 2024年第1期28卷 129-143页

作者：李凯俞白兮俞孟萨白振国中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082 船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082

针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明... 详细信息

针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明:声场相互作用将改变球壳模态间耦合关系,使得单阶模态对球壳振动的贡献不再限于单个峰值,进而影响声辐射频谱特征;双球壳系统受激球壳和非受激球壳都产生声辐射,轴向激励情况下,两球壳间存在强声场耦合效应,激励力偏离轴向时,声场耦合效应逐渐减弱;不同尺度球壳组成的双球壳系统扩展了声场有效耦合的频率范围,辐射声场兼具两个球壳的模态特征;多球壳串列布置时,声场耦合效应具有传递作用,多球壳按不同角度分散布置时,辐射声场空间分布则更趋复杂。

关键词：球壳组合结构空间声场分布声场相互作用辐射声功率

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水翼空化瞬态特征与空化冲击关系试验研究

船舶力学 2024年第3期28卷 392-399页

作者：曹彦涛彭晓星徐良浩郑恩慧中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082

舰船在高航速运行工况下空化非定常演化过程产生的冲击,是空化激励产生异响甚至空蚀的根源。实际空化流动是包含多尺度流动结构的复杂过程,涉及空化的脱落、破碎、合并以及溃灭等多重影响因素,目前对于空化冲击形成机制的认识及判别尚... 详细信息

舰船在高航速运行工况下空化非定常演化过程产生的冲击,是空化激励产生异响甚至空蚀的根源。实际空化流动是包含多尺度流动结构的复杂过程,涉及空化的脱落、破碎、合并以及溃灭等多重影响因素,目前对于空化冲击形成机制的认识及判别尚不清晰,制约了空化冲击控制措施的发展。针对上述问题,本文以扭曲水翼为对象,首先采用水翼物面蓝油涂层方法确认空化冲击的主要区域,然后利用高速相机和水听器开展空化图像与脉动信号在时域上的同步测试,分析水翼片空化脱落形成云空化过程中物面空化冲击与空化瞬态结构特征之间的关系。结果表明,对于典型片空化形成云空化的过程,高频高幅值的空化冲击是由片空化脱落后形成的云空化结构局部整体溃灭回弹现象引起,且在瞬时产生强烈的压力脉动。这一认识为工程上对空化冲击的判别和控制提供了依据。

关键词：水翼空化冲击试验研究

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基于改进模糊评价法的无人艇碰撞风险计算

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1031-1037页

作者：赵贵祥王晨旭周健李云淼天津大学海洋科学与技术学院天津300110 中国船舶集团有限公司第七一六研究所江苏连云港222061

为了解决传统模糊评价模型在船舶风险评估中多仅适用远距离场景,以及缺乏考虑《国际海上避碰规则》(International Regulations for Collision Avoidance at Sea,COLREGs)等问题,提出一种改进的模糊评价法,用于计算水面无人艇(unmanned ... 详细信息

为了解决传统模糊评价模型在船舶风险评估中多仅适用远距离场景,以及缺乏考虑《国际海上避碰规则》(International Regulations for Collision Avoidance at Sea,COLREGs)等问题,提出一种改进的模糊评价法,用于计算水面无人艇(unmanned surface vessel,USV)的碰撞危险度。该方法采用四元船舶领域确定模型中的安全距离,并通过行动域模型明确模型中碰撞威胁距离。同时,将两船是否构成紧迫危险局面引入到碰撞危险度的计算中。实验结果表明,改进后的方法能够适用于近距离水域的USV碰撞危险度计算,同时满足COLREGs的要求和航海避碰实际情况。

关键词：碰撞危险度模糊评价水面无人艇船舶领域动界

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基于Co-CEM的柔性车间调度优化算法

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 480-488页

作者：张政徐鹏孟宇龙卢中玉邹家睿哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶重工集团有限公司江苏连云港222006

为解决船舶制造中的柔性作业车间调度问题,本文提出一种基于协同进化策略的交叉熵算法来提高船舶制造过程的效率。协同进化策略弥补了交叉熵算法局部搜索能力较弱的问题,提高解的质量;提出基于主动调度的遗传解码算法,保证得到的解属于... 详细信息

为解决船舶制造中的柔性作业车间调度问题,本文提出一种基于协同进化策略的交叉熵算法来提高船舶制造过程的效率。协同进化策略弥补了交叉熵算法局部搜索能力较弱的问题,提高解的质量;提出基于主动调度的遗传解码算法,保证得到的解属于活动调度;遗传操作将相关调度信息保存在基因中,有效提高算法的搜索效率。本文通过实验对比遗传解码与常用的插入式解码算法,验证了解码算法的有效性及其提升能力,与现有具有竞争力的算法进行对比,证明了基于协同进化策略的交叉熵算法的高效性与优越性,给出了优质的甘特图。

关键词：组合优化柔性作业车间调度进化算法交叉熵算法 Pareto支配协同进化主动调度船舶制造

基于离散数值分析技术的海上风电机组安装施工规划模拟研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 673-679页

作者：马宇轩闵烨闫中杰张坤鹏中国船舶集团风电发展有限公司北京100097

海上风电机组安装主要包括多船舶联合施工、单船自运输安装施工两种方式。海上风电场建设中,风电机组安装施工费用占有较大比重,进行整体施工规划分析可以为宏观决策提供量化依据。鉴于此,采用离散数值分析模拟技术,以实际工程项目施工... 详细信息

海上风电机组安装主要包括多船舶联合施工、单船自运输安装施工两种方式。海上风电场建设中,风电机组安装施工费用占有较大比重,进行整体施工规划分析可以为宏观决策提供量化依据。鉴于此,采用离散数值分析模拟技术,以实际工程项目施工限制条件和风浪流数据为计算参数,对项目总工期和怠机时长等进行数值模拟,以比较上述两种模式的施工效率优劣。结果表明,相对航行距离在359.26 km前,单船模式施工累计耗时高于多船模式,超过该距离后,多船模式逐渐高于单船模式;多船模式怠机抵抗性能整体上优于单船模式。

关键词：计算机模拟海上风电机组施工设备整体施工规划船机利用率

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强迫振动下垂直管道固液两相流数值模拟研究

力学学报 2024年第3期56卷 586-596页

作者：万初一范祖相周岱韩兆龙朱宏博包艳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海齐耀动力技术有限公司上海200240

粗颗粒固液两相流的管道输运适用于深海采矿工程.扬矿管道在流致振动作用下的内部固液两相流的输运机理尚未被完全探究.因此,采用计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的方法,分析不同粒径、不同振动频率与振幅和不同浓度工况下在强迫... 详细信息

粗颗粒固液两相流的管道输运适用于深海采矿工程.扬矿管道在流致振动作用下的内部固液两相流的输运机理尚未被完全探究.因此,采用计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的方法,分析不同粒径、不同振动频率与振幅和不同浓度工况下在强迫振动管道中的粗颗粒动力学特性以及管内流场变化特性.其中,将管道的振动简化为一维径向振动,将实际工况中的柔性管道假定为刚体管道.研究表明,在管道振动过程中,大颗粒相比小颗粒的惯性更大,而流体也需要更大的速度产生更大的曳力推动大颗粒,导致更大的轴向流场速度以及更大的轴向颗粒速度.随着粒径增大,大颗粒对流场的扰动更大,导致流体与壁面间的作用力更大;并且大颗粒与壁面间的碰撞和摩擦作用力更大,因此壁面剪应力增大.同时,大颗粒与流体间摩擦损耗的能量也更大.因此管道需要更大的能量将其输运,导致振动管道内的压降增加.增大管道振动频率与振幅会导致颗粒在截面上的分布更加分散,同时对流场扰动更大,然而对轴向流场速度的影响相对较小.增大进料浓度使颗粒间、颗粒与流场间的作用更加频繁,导致颗粒分布发生变化,并导致更大的轴向流场速度和湍动能.

关键词：深海采矿 CFD-DEM 固液两相流管道输运强迫振动