偏最小二乘回归在气温预测中的研究与应用

气温的预测要考虑多重气象因子,然而各气象因子间的多重相关性导致普通的多元回归模型失真,预测精度降低。为了解决以上问题,本研究采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,简称PLS)建模,根据实际建模需要对算法进行改进。为了验证该模型,本研究以成都市10月份气温场为预报场,并结合成都市13个自动站气温数据,提取预报所需主要因子,进行PLS回归建模。实验表明该模型有较好的预测能力。     

船舶碎冰区斜航运动的水动力导数预报

目前敞水水动力导数的研究较为成熟,冰水耦合后的船舶水动力导数研究尚处于起步阶段。为求解碎冰工况下冰水耦合后船舶斜航运动水动力导数,使用CFD软件STAR-CCM+中DEM颗粒模拟碎冰粒子,开启DEM模块下双向耦合模式,通过动量、能量交换达到冰块与水耦合作用,并选用小漂角工况分别为0°、2°、4°、6°、8°进行了斜航运动数值模拟。忽略自由液面的影响。分别计算敞水工况以及碎冰工况下船舶所受的侧向力以及转艏力矩,通过对各漂角下无因次后的力以及力矩拟合从而求解出各个水动力导数。考虑冰块的干扰具有随机性所以采用干扰后的力以及力矩最大值以及最小值分别求解对应的水动力导数,形成一个水动力波动区间,更为真实地预报冰水耦合下的船舶水动力导数。通过计算结果表明,敞水工况下船舶各部分水动力导数值与模型统计公式计算值相差不大,冰水耦合后部分水动力导数波动区间端点值出现正负,冰水耦合后水动力导数随机性较大。     

冰球冲击试验的近场动力学方法数值模拟

为了研究近场动力学方法在模拟冰体高应变率破坏行为的可靠性,基于近场动力学理论通过自编程实现对冰球高速冲击力学行为的数值模拟,将计算结果和试验结果进行对比。结果发现:近场动力学方法能准确模拟冰球冲击过程下高应变率破坏的完整过程,对球体表面裂纹扩散以及冰球整体裂解的细节模拟十分到位,且在20~60 m/s速度范围内对冲击载荷预报的幅值最大误差18.2%,均值最大误差18.4%;同时,发现在20~60 ms/中低速冲击过程中,冰球破坏以半球切面为界限,靠近冲击面的下半球体呈粉碎性破坏,上半球体呈碎片状破坏,当冲击速度大于60 m/s后,继续增大速度会使上半球体破坏程度剧烈增大;当冲击速度大于100 m/s,上下半球都呈粉碎状破坏。     

超大型集装箱船风载荷系数研究

以一艘16 000箱集装箱船为对象,基于Fluent软件建立计算模型,对船体水线以上结构表面风场风压进行数值模拟,得到风载荷系数,并与规范方法和Isherwood方法进行比较分析。结果表明:随着风向角变化,结构表面风载系数变化较大,CFD数值模拟结果略小于规范计算,而Isherwood方法同样具有相当的精度。文中的方法可根据实际海况条件获得最不利的风倾力矩,可应用于船舶稳性设计和校核。     

垂向载荷作用下的冰层破裂及其影响因素分析

为了研究冰层在垂向载荷作用下的破裂过程及其影响因素,应用显式动力学分析软件LS-DYNA,基于罚函数接触算法,开展圆柱体-冰层垂向相互作用下的数值模拟.分析了垂向载荷作用下冰层的破裂过程和裂纹扩展,以及圆柱体与冰层不同的相对速度、接触角度和接触面积对冰层突破载荷的影响.计算结果表明:冰层在垂向载荷作用下,当最大拉应力大...     

桨叶涡流场中舵表面脉动压力的数值模拟

为了探讨螺旋桨涡流场中的舵表面的脉动压力特性,本文使用大涡模拟的方法研究了螺旋桨和舵的相互作用。螺旋桨模型使用单桨叶E779A模型,使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对螺旋桨和舵附近的流场域进行网格加密,采用重叠网格方法实现螺旋桨的旋转;对桨舵干扰下的梢涡流场进行数值模拟,探讨了梢涡流场中舵表面压力的分布情况,对舵表面上的脉动压力分布进行时域和频域分析,从数值模拟结果可以看出:梢涡流经舵表面之后会产生错位现象,错位的方向与螺旋桨旋向相一致,位于梢涡流场区的舵表面上的压力具有非常强烈的周期性,而位于毂涡流场区的舵表面上的压力周期性不强。