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基于CALS算法的船舶航迹和航行行为特征研究

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数学的实践与认识 2025年

作者：杨悦刘天一张美丽海军大连舰艇学院

为解决船舶异常航行轨迹检测,为安全航行和军事任务决策提供信息支撑,提出一种基于深度学习和滑动窗口的可疑船只预警算法(CALS).基于一年内中国海区AIS数据,运用卷积神经网络(CNN)提取船舶运动参数的多维特征,将AIS数据以时序形式输入L... 详细信息

为解决船舶异常航行轨迹检测,为安全航行和军事任务决策提供信息支撑,提出一种基于深度学习和滑动窗口的可疑船只预警算法(CALS).基于一年内中国海区AIS数据,运用卷积神经网络(CNN)提取船舶运动参数的多维特征,将AIS数据以时序形式输入LSTM网络,引入注意力机制赋予隐含层权重,以区分不同时序点对预测舰船运动参数的影响程度,优化预测模型,最后利用滑动窗口算法进行流数据异常检测,实现船舶异常航迹预警.选取2021年某日中国海区共8576条船舶AIS报文信息进行测试,结果表明引入注意力机制的神经网络预测模型比LSTM和CNN-LSTM预测准确率更高,预警准确率稳定在90%左右.

关键词： CALS算法船舶航迹航行行为 AIS系统

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风浪中顶推船队操纵特性预报

中国造船 2015年第3期56卷 154-161页

作者：邵云生海军驻无锡地区军事代表室无锡214061

论文基于四自由度MMG分离型操纵运动数学模型,预报顶推船队风浪中操纵特性。由计算结果表明,顶推船队在风浪中操舵时,其沿与原航向成?角方向作回转漂移运动,此时不仅存在横倾,而且还存在以该横倾为基准叠加有横摇运动。从综合分析可知,... 详细信息

论文基于四自由度MMG分离型操纵运动数学模型,预报顶推船队风浪中操纵特性。由计算结果表明,顶推船队在风浪中操舵时,其沿与原航向成?角方向作回转漂移运动,此时不仅存在横倾,而且还存在以该横倾为基准叠加有横摇运动。从综合分析可知,顶推船队在相应工况下风浪中的回转、初始回转及纠向和保持航向能力,随波高a?、风速船速比oaUU/增大而下降;操舵角是影响风浪中回转能力的主因,随操舵角减小,其回转能力急剧下降。

关键词： MMG 顶推船队风浪中操纵性预报

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线性唯象传热定律下热驱动分离过程最优性能

化工学报 2011年第4期62卷 994-999页

作者：黄炼查长松吴问鲍陈宪刚海军驻芜湖地区军事代表室安徽芜湖241000

考虑传热和传质过程分别服从线性不可逆热力学中的线性唯象传热定律和线性传质定律,研究了热驱动分离过程的最小耗热量和最大生产率。得到了线性唯象传热定律下给定功率输出时的内可逆热机最大效率的解析解,导出了热驱动分离过程的最小... 详细信息

考虑传热和传质过程分别服从线性不可逆热力学中的线性唯象传热定律和线性传质定律,研究了热驱动分离过程的最小耗热量和最大生产率。得到了线性唯象传热定律下给定功率输出时的内可逆热机最大效率的解析解,导出了热驱动分离过程的最小耗热量和最大生产率的解析解,并将两种不同传热规律下的优化结果进行了比较,结果表明传热规律影响热驱动分离过程最优性能。本文的研究结果可用于估算热驱动分离过程的能量需求,对实际分离过程最优设计与运行具有一定指导意义。

关键词：线性唯象传热定律热驱动分离最小耗热量最大生产率有限时间热力学

船后喷水推进器水下辐射噪声源脉动流场的数值计算

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船舶力学 2017年第5期21卷 549-554页

作者：付森宗谢天宇海军装备部驻上海地区军事代表局上海200120 海军驻无锡地区军事代表室江苏无锡214082

为避免尺度效应对噪声性能的影响,文章研究探索了在实尺度条件下装船后喷水推进器噪声声源的数值计算方法。首先,基于分离涡模型对国外某喷水推进泵内部非定常流场进行了数值模拟,将计算得到的不同转速下泵的功率值与厂商提供数据进行对... 详细信息

为避免尺度效应对噪声性能的影响,文章研究探索了在实尺度条件下装船后喷水推进器噪声声源的数值计算方法。首先,基于分离涡模型对国外某喷水推进泵内部非定常流场进行了数值模拟,将计算得到的不同转速下泵的功率值与厂商提供数据进行对比,最大误差在2.0%以内,验证了数值计算方法的准确性和有效性。其次,完成了实尺度条件下某"船体+喷水推进泵+进水流道"系统带自由液面的非定常流场的数值计算。提取了实船条件下喷水推进器流道进口处的不均匀速度场,将其加载到单个喷水推进器数值计算模型的进口边界。进而,采用分离涡模型对该船后"喷水推进泵+进水流道"内部非定常流场脉动压力进行数值计算,分析了各个特征截面压力脉动的频域特性,为下一步准确计算喷水推进器噪声提供了有效的脉动流场信息。

关键词：喷水推进器声源压力脉动非定常实尺数值模拟

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船用柴油机运动机构动力学动态分析方法研究

振动与冲击 2009年第8期28卷 84-87页

作者：高浩鹏黄映云王雪山海军工程大学船舶与动力学院武汉430033 海军驻大连地区军事代表室大连116021

在用传统方法分析柴油机动力学的基础上,利用三维实体建模软件对TBD234V6柴油机的动力传递系统进行建模而后将其导入到机械系统动力学分析软件中,对柴油机动力传递系统在带隔振器、不带隔振器以及冲击环境下进行动力学动态仿真。分析结... 详细信息

在用传统方法分析柴油机动力学的基础上,利用三维实体建模软件对TBD234V6柴油机的动力传递系统进行建模而后将其导入到机械系统动力学分析软件中,对柴油机动力传递系统在带隔振器、不带隔振器以及冲击环境下进行动力学动态仿真。分析结果表明,该模型能准确反映动力传递系统的运动受力情况,该分析流程提供了一种船用柴油机动力传递系统结构设计以及故障处理时简单可靠可行的方法。

关键词：柴油机动力学动态仿真冲击

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夹层结构主动温控变阻尼振动控制技术

复合材料学报 2020年第4期37卷 816-823页

作者：高海昌梅志远杨国威李华东海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海军装备部驻上海地区第一军事代表室上海201913

为提高夹层结构的抑振特性,开展了基于主动温控变阻尼技术的夹层结构振动控制方法研究。基于高分子聚合材料在玻璃化转变区的高阻尼特性,提出了一种针对夹层结构高分子聚合芯材进行温度控制,增大其损耗因子以提高结构阻尼的技术途径。... 详细信息

为提高夹层结构的抑振特性,开展了基于主动温控变阻尼技术的夹层结构振动控制方法研究。基于高分子聚合材料在玻璃化转变区的高阻尼特性,提出了一种针对夹层结构高分子聚合芯材进行温度控制,增大其损耗因子以提高结构阻尼的技术途径。根据此技术途径设计了以聚氨酯改性环氧材料为芯材,中间铺设加热膜的温控夹层梁。开展了不同控制温度下夹层梁的振动响应试验研究并探讨了温度对夹层梁弯曲刚度的影响规律,试验结果表明,当将夹层梁温度控制在玻璃化转变温度(Tg)左侧附近时,夹层梁的振动响应可较常温状态下降低8.85 dB,证明了所提出的主动温控变阻尼技术具有良好的抑振效果。

关键词：夹层结构主动温控高分子聚合物振动控制材料阻尼

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点蚀损伤对疲劳裂纹扩展影响规律研究

船舶力学 2022年第12期26卷 1840-1848页

作者：胡志远滑林闵少松王金吴梵海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海装驻上海地区第一军事代表室上海201913

基于扩展有限元方法和低周疲劳分析技术,针对带点蚀构件,探究点蚀形式和点蚀尺寸对疲劳裂纹扩展的影响规律,并提出锥形蚀坑构件的疲劳裂纹扩展寿命周期预测公式。结果表明:当蚀坑深度和半径相同时,锥形蚀坑构件的疲劳裂纹扩展寿命最短,... 详细信息

基于扩展有限元方法和低周疲劳分析技术,针对带点蚀构件,探究点蚀形式和点蚀尺寸对疲劳裂纹扩展的影响规律,并提出锥形蚀坑构件的疲劳裂纹扩展寿命周期预测公式。结果表明:当蚀坑深度和半径相同时,锥形蚀坑构件的疲劳裂纹扩展寿命最短,锥形蚀坑与疲劳损伤耦合效应最大,是工程中最危险的点蚀形式;锥形蚀坑的半径和深度对裂纹扩展的影响具有交互性,深度是较为重要的耦合影响参数。

关键词：船体结构点蚀裂纹扩展裂纹寿命周期预测

固体火箭发动机纤维缠绕壳体承载能力数值仿真

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固体火箭技术 2011年第2期34卷 234-237页

作者：王明鉴卢明章海军驻西安地区某军事代表室 91049部队

为了分析某固体火箭发动机复合材料壳体承载能力,建立了该壳体的有限元数学模型,并进行了数值仿真。计算分析表明,壳体铝裙尖端部位出现应力最大值和应力集中区,裙部变形不协调,结构设计不合理。有限元分析与实际试验结果具有很好的一致... 详细信息

为了分析某固体火箭发动机复合材料壳体承载能力,建立了该壳体的有限元数学模型,并进行了数值仿真。计算分析表明,壳体铝裙尖端部位出现应力最大值和应力集中区,裙部变形不协调,结构设计不合理。有限元分析与实际试验结果具有很好的一致性,为该壳体结构的设计改进提供了理论依据。

关键词：固体火箭发动机纤维复合材料壳体有限元分析外载荷试验

基于多传感器信号和卷积神经网络的滚动轴承故障诊断

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振动与冲击 2020年第4期39卷 172-178页

作者：朱丹宸张永祥潘洋洋朱群伟海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军装备部驻上海地区第一军事代表室上海201913

针对滚动轴承故障信号非平稳非线性且易受背景噪声干扰的特点,结合深度学习的优势,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的滚动轴承故障诊断法。将不同故障下多个传感器测得的1维(1D)振动信号转化为2维(2D)灰度图像作为网络输入,并将其分为... 详细信息

针对滚动轴承故障信号非平稳非线性且易受背景噪声干扰的特点,结合深度学习的优势,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的滚动轴承故障诊断法。将不同故障下多个传感器测得的1维(1D)振动信号转化为2维(2D)灰度图像作为网络输入,并将其分为训练集和测试集;将训练集输入卷积神经网络进行训练,自动提取其中的特征;测试集被用于验证学习完毕的网络的有效性,实现滚动轴承故障识别。该方法不依赖于人为经验和信号处理技术进行预先的信号特征提取,实验数据分析表明,相比于经典的支持向量机和概率神经网络方法,提出的方法识别准确率更高且更稳定。

关键词：卷积神经网络(CNN) 多传感器滚动轴承故障诊断