舰船水下声场边界元法建模与计算机模拟

根据舰船声场的特性,将舰船水下声场简化为一特殊的半自由空间声辐射问题,利用边界元法(BEM)建立了舰船水下声场的数值计算模型。通过对声场边界条件的计算机仿真和计算,获得了部分计算结果。结果表明:由所建模型计算的舰船辐射声场与真实海域中的实测规律基本吻合,该文提出的方法是有效可行的。最后对存在的问题进行了讨论。     

用于舰船目标SAR成像仿真的高频区RCS计算

针对舰船雷达目标雷达散射截面计算问题,提出了一种将快速建模和改进的图形电磁算法相结合的方法。利用搜集的舰船素材和建模软件对某型舰船进行较为精确的外形仿真建模,运用物理光学法和增量长度绕射系数法结合的改进图形电磁算法较为准确地计算了雷达散射截面。仿真实验表明,该算法在近实时条件下可得到良好的SAR图像仿真结果。     

水雷障碍对舰船目标流毁伤概率仿真研究

舰船毁伤概率是水雷障碍作战效能的一个重要指标,以舰船目标流毁伤概率为评估指标,原有计算毁伤概率的模型,不仅适用性差而且精度低,难以反映出特定作战条件下水雷障碍对舰船目标流的打击能力.根据水雷障碍打击舰船目标流的情况,建立了相关的仿真模型,对舰船目标流的毁伤概率进行了仿真计算,并分析了舰船航行误差、水雷密度、水雷定次等因素对毁伤概率影响的规律性.仿真结果表明,开展水雷障碍对舰船目标流持续打击能力的研究具有一定的价值,也为水雷障碍结构的合理配置及水雷障碍结构的优化提供了一定的参考依据.     

舰船中继级保障系统仿真模型研究

随着舰船装备向复杂化和多型号方向发展,舰船中继级保障系统日趋复杂,舰船装备与舰船中继级保障系统不匹配的问题日益突出,导致舰船在航率和任务成功率不高.为了解决上述问题,综合运用UML和HLA方法,建立了舰船中继级保障系统模型.采用UML方法建立了仿真模型和交互模型,明确了保障系统的仿真需求和仿真流程.采用HLA方法建立了对象模型,详细描述了保障系统中的对象和交互情况.依据仿真模型,完成了仿真系统开发和保障系统仿真分析.仿真结果表明,改进仿真模型可用于舰船中继级保障系统的准确评价和优化.     

舰船编队的避障/避碰控制

针对舰船编队系统中的协同控制问题进行了避碰和避障研究.运用了虚拟结构方法,通过在势函数中加入相对碰撞函数,解决了舰队之间的避碰问题;并通过设定安全航线,解决了避障问题.基于舰船的运动学和动力学特性,运用李亚普诺夫理论,设计了一种舰船编队控制器.最后对设计的控制器进行了仿真,验证其正确性和有效性.     

用于遥感舰船细粒度检测与识别的关键子区域融合网络

目的 遥感图像中的舰船目标细粒度检测与识别在港口海域监视以及情报搜集等应用中有很高的实际应用价值,但遥感图像中不同种类的舰船目标整体颜色、形状与纹理特征相近,分辨力不足,导致舰船细粒度识别困难。针对该问题,提出了一种端到端的基于关键子区域特征的舰船细粒度检测与识别方法。方法 为了获得更适于目标细粒度识别的特征,提出多层次特征融合识别网络,按照整体、局部子区域两个层次从检测网络得到的候选目标区域中提取特征。然后结合候选目标中所有子区域的信息计算每个子区域的判别性显著度,对含有判别性组件的关键子区域进行挖掘。最后基于判别性显著度将子区域特征与整体特征进行自适应融合,形成表征能力更强的特征,对舰船目标进行细粒度识别。整个检测与识别网络采用端到端一体化设计,所有候选目标特征提取过程只需要经过一次骨干网络的计算,提高了计算效率。结果 在公开的带有细粒度类别标签的HRSC2016(high resolution ship collection)数据集L3任务上,本文方法平均准确率为77.3%,相较于不采用多层次特征融合识别网络提升了6.3%;在自建的包含45类舰船目标的FGSAID(fine-gr...     

舰船操纵性指数的仿真算法研究

将计算机技术应用到舰船操纵性的研究中,建立舰船操纵性指数解算的仿真模型。仿真舰船的操纵运动,本文着重利用三次样条插值函数的最佳逼近性建立仿航角的动态数学模型。解决在Z形实验中用最小二乘法拟合需测偏航角速度降低计算精度问题,并用面向对象打骂视化编程技术编制了仿真算法仿真过程。     

舰船在大药量武器空爆下毁伤特性数值试验研究

运用有限元仿真方法,探讨了在大装药量武器空中爆炸作用下舰船结构毁伤特性,推导并验证了舰船安全半径。仿真结果表明:在大装药量武器空爆冲击载荷作用下,由于超压作用,舰船水线面以上结构出现大面积塑性变形破坏,并且,响应对爆距变化敏感,而水线面以下结构加速度、应力响应相对较小,且对爆距变化不敏感。在此基础上,总结并验证了大装药量武器空爆作用下的舰船安全半径公式,从而可对舰船状态进行快速评估。研究结果对舰船结构抗毁伤设计具有参考意义。     

基于海洋背景的舰船及其尾迹红外仿真研究

针对舰船目标红外仿真的需求,对红外仿真的流程及关键技术进行了研究。论文简要介绍了一种基于海洋背景下的舰船及其尾迹的红外仿真方案。利用将物理信息模型与几何模型绑定的方法,充分运用GPU的着色器技术实现红外辐射并行实时计算,有效提高了红外场景生成的实时性。论文将温度场的实时计算放入GPU 中,可实时实现由温度变化引起的目标辐射能量的变化。同时,论文提出一种尾迹建模方法,提高了整个场景的真实性。红外仿真结果尚能令人满意,为红外成像的仿真及演示提供了一种有效的手段。     

深度学习遥感影像近岸舰船识别方法

针对复杂背景近岸舰船检测与细粒度识别难题,提出了一种基于深度学习的新型端到端目标识别框架,可有效检测与识别任意方向的舰船目标。针对舰船目标短边尺度较小问题,提出了角度致密化的预设框设置方法,提高了候选区域生成时的召回率;采用改进方位敏感型区域插值池化,减少了坐标量化误差,实现了舰船局部区域特征的精确建模;利用注意力机制下的全局与局部特征区域级融合方法,提升了区域特征的类别判别能力,解决了细粒度舰船识别难题;针对舰船样本稀缺性问题,使用迁移学习提升了模型性能。构建了一个含有25类近岸舰船目标的细粒度数据集,与传统学习模型相比召回率提高2%,平均识别精度提高3%,对复杂背景下目标识别具有重要实用价值。     

喷水推进型舰船回转工况动态仿真研究

该文介绍了喷水推进型舰船推进系统数学建模和回转工况动态仿真。首先介绍了某型舰船喷水推进系统数学模型及仿真模型的构建方法；基于上述仿真模型，对舰船的回转工况进行了仿真研究，得到了舰船航速、柴油机负荷以及喷水推进泵工作安全可靠性等性能参数在不同回转工况下的变化规律；所获得的结论有助于正确认识喷水推进型舰船回转工况下船、机、泵之间的动态配合关系，并可为该型舰船回转工况下操纵性能的科学预报和控制参数的正确设定提供指导。     

基于功率谱包络能量和SVM的舰用发动机故障诊断

发动机是军舰上的重要部件之一,其稳定性对军舰的正常航行具有重要影响。以舰用发动机关键部件(主泵轴承)为具体研究对象,提出了基于功率谱包络能量和支持向量机相结合的故障诊断方法。首先获取了大量可表征舰用发动机主泵轴承健康状态的振动加速度信息,对其进行功率谱分析,获得其功率谱的包络能量;以获取的舰用发动机主泵轴承功率谱的包络能量构建特征向量,并设计基于SVM的舰用发动机主泵轴承故障诊断模型,对主泵轴承的故障进行诊断研究。研究结果表明,采用基于功率谱包络能量和SVM相结合的舰用发动机关键部件故障诊断方法,可以很好实现主泵轴承的故障诊断效能,为舰用发动机主泵轴承故障诊断的工程应用奠定了基础。     

总线式电路板自动故障诊断系统

针对一种以单片机为核心构成的船舶机舱监控系统,采用VXI线技术开发出其电路板的自动测试与故障诊断系统,用于进行总线式电路板的测试与诊断维修.阐述了系统的设计思想和总体方案,软件开发采用了数据库编程技术,系统具有扩展灵活、软件功能强等优点.     

基于数值仿真船体结构毁伤测点布设方法研究

为有效测量水下爆炸作用下船体结构的毁伤程度,优化测点布设,建立了典型舰船有限元模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS提供的声固耦合方法,对船体结构在爆炸载荷作用下的冲击响应进行仿真。依据数值仿真结果,分析船体结构薄弱环节,并将这些薄弱环节作为重点测量部位,结合工程实践和海上试验经验,在准确测量结构毁伤的基础上,合理布设传感器测点,研究设计了水下爆炸作用下船体结构毁伤测点布设方法。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验测试结果吻合良好,该毁伤测点布设方法设计合理。     

基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律

反鱼雷鱼雷（ATT）作为现代海战中的重要反鱼雷武器越来越受到世界各国的重视,由于ATT攻击的目标是来袭鱼雷而不是舰艇,相比之下,ATT对付目标的尺寸小、机动性好,传统导引律已经无法满足ATT的要求。鉴于此,提出基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律,该导引律以航向角作为控制量,降低了ATT发动机设计要求,所需模型参数少,并且模型参数能够自适应调整,理论推导和仿真表明：该导引律对模型参数及环境干扰具有很强的鲁棒性,弹道稳定平滑,具有较高的命中精度。     

某型SUV乘用车冷却系统性能仿真与优化

为解决某型SUV乘用车在中、低速爬坡和高速行驶工况下发动机水温过高的问题,利用一维和三维联合仿真工具建立整车冷却系统的仿真模型,采用试验与仿真相结合的方法,分析单回路和双回路冷却系统、不同冷却管路布置、不同散热器选型,以及不同前端冷却模块结构等对冷却系统热平衡性能的影响.结果 表明:变速箱和发动机相互独立的双回路冷却系统可以明显降低发动机的出水温度;冷却系统管路的布置对冷却液流量分配有一定影响,但对冷却液温度影响较小;通过散热器优化选型并改进机舱前端冷却模块的结构,可以改善机舱流场特性,增大冷却系统的进风量,进而提升冷却系统的散热性能.     

基于STAGE对抗仿真的水面舰艇作战能力评价

对水面舰艇使命任务和作战能力构成进行分析，提出了基于作战想定和其仿真结果的评价体系，构建了水面舰艇作战仿真模型体系。指出基于STAGE的对抗仿真关键是将仿真模型体系与STAGE模型框架的接口统一设计。在STAGE平台以舰艇防空作战想定为背景进行对抗仿真实现，说明了添加用户模型和脚本用语言开发方法，建立了基于仿真统计结果的方面作战能力计算模型。最后，以一组我国服役驱逐舰作战能力分析的仿真实例验证了基于对抗仿真的水面舰艇作战能力评价方法，结果表明该评价方法是合理的。     

Creator／Vega Prime在船舶动力装置视景仿真系统中的应用

介绍了目前流行的视景仿真软件Creator和VegaPrime及其开发流程。介绍了进行三维建模过程中的纹理贴图技术和层次细节（LOD）技术等,利用VegaPrime实现了船舶虚拟机舱的漫游方法以及漫游过程中的碰撞检测技术等。开发出船舶机舱虚拟现实仿真系统,建立了逼真的船舶机舱虚拟场景,实现了人在虚拟机舱环境中的漫游,以及对虚拟场景中主要运动部件进行驱动。     

低碳金属板对带攻角侵彻弹体的动态响应仿真分析

为提高水面舰船结构抗半穿甲弹侵彻防护设计水平,采用LS DYNA仿真分析45钢Tayler杆撞击效应,并与试验结果进行对比分析,验证仿真分析方法的正确性。仿真分析圆柱形弹体斜侵彻和带攻角侵彻低碳金属靶板,认为弹体斜侵彻低碳金属板时的侵彻能力比带攻角侵彻时的侵彻能力差,且随着斜侵彻角度增加,弹体侵彻能力急剧下降。研究结果为水面舰船结构抗半穿甲弹侵彻设计提供思路,改变弹体姿态比改变弹体的攻角更有效。     

基于内分泌免疫多智能体的舰艇编队防空体系模型

针对舰艇编队协同防空问题,借鉴生物内分泌免疫系统的防御机理,将舰艇编队协同防空体系映射到内分泌免疫系统中,并且结合多智能体理论与方法,设计了内分泌、免疫智能体和通信智能体的功能结构模型,构建了一种舰艇编队协同防空体系内分泌免疫多智能体网络模型。该网络模型整体上涌现出了协同防空体系的自组织性、自适应性、自学习性、记忆性和进化性,为舰艇编队协同防空体系研究注入了新的思想,也可为反潜等其它防御作战研究提供借鉴。