风浪中船舶横摇仿真与预报研究

对船舶横摇运动进行仿真与预报研究可大大提高船舶航行安全性,更好地保障船舶各项作业的顺利进行.从频谱分析的角度对海上随机风浪进行仿真,并根据刚体平衡原理建立船舶运动方程,由此仿真船舶的横摇运动.在此基础上,针对舰船运动姿态非线性、非平稳的时域特点,运用改进AR模型的多层递阶方法和自回归方法对船舶横摇运动进行预报,结合预报误差指标进行两种预报方法的比较.预报结果表明,多层递阶方法在一定程度上提高了船舶运动姿态的预报精度和预报时间长度,可较好实现非线性预报.     

船舶在波浪中运动的计算机仿真

该文叙述了将虚拟现实技术运用到船舶运动中的可行性和方法,介绍了在虚拟现实环境中整个船体的建模方法与步骤。然后根据船舶在规则波中的频域六自由度运动方程,理论计算船舶在规则波中的六自由度运动响应。在数值模拟的计算机编程中,使用了Visual C 编程语言并结合Ooen GL(Open Graphics Library)图形接口技术,开发了一套船舶运动仿真的软件系统。     

单点系泊船舶运动的仿真研究

应用计算机仿真方法，研究了潮流作用下系泊系统的运动响应。建立了三自由度运动微分方程。然后在仿真工具箱SIMULINK中建立了时域仿真模型。对系泊船只的运动进行了计算机仿真。给出了其运动响应的时间历程，讨论了系统刚性对系泊运动的影响，利用Liapunov理论分析了静止系泊位置的稳定性，指出了定性分析方法对于系泊系统设计的意义。     

船舶运动建模及预报方法的研究

本文叙述了船舶运动艏前波法预报所做的研究工作,艏前波预报方法看来是解决船舶运动预报比较切实可行的方法,它是利用舰船本身的摇摆观测数据和舰船艏前海浪的观测数据,对舰船摇摆建模及预报,文中讨论了船舶在波浪中的运动艏前波模型动态建模与预报方法,为了改善和提高预报的精度和可靠性,进行预报前,对实船试验所采集信号做实时在线预处理和滤波处理,同时进行参数辨识,定阶,然后进行拟合建模和预报,对多组实船试验的信号实时的在线进行比较,获得比较令人满意的结果,在提高预报精度,增加舰舰载机着舰的完全性和扩大海况使用范围等方面,具有比较高的实用价值。     

基于船舶运动控制的Matlab仿真

在分析随机海浪的波能谱和船舶的受力情况的基础上,建立随机海浪模型和船舶运动模型.用PID控制方法实现减摇鳍的控制,并用Matlab软件对海浪的波倾角和船舶的横摇角进行仿真.通过比较仿真结果发现,PID控制减摇鳍能使船舶减摇达90%以上.结果表明,该方法可以很好地用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报.     

基于船舶运动控制的Matlab仿真

在分析随机海浪的波能谱和船舶的受力情况的基础上,建立随机海浪模型和船舶运动模型。用PID控制方法实现减摇鳍的控制,并用Matlab软件对海浪的波倾角和船舶的横摇角进行仿真。通过比较仿真结果发现,PID控制减摇鳍能使船舶减摇达90％以上。结果表明,该方法可以很好地用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报。     

船舶运动仿真模型

船舶运动形成复杂的流场,难以建立准确的数学模型,因此对其操纵性能进行仿真和理论十分困难。该文根据实验数据,用神经网络辨识方法建立了某船的水动力模型,实践证明：用神经网络辨识方法所建立的数学模型能够真灾地反映船舶的运动特性。该文为研究非线性的水动力问题提供了一种行之有效的方法。     

圆柱形浮标运动分析与仿真

圆柱型浮标通常作为海洋监测设备的稳定工作平台,对波浪激励下浮标的升沉运动位移和横摇角度会影响空中无线通信质量.针对浮标加强姿态稳定性要求,通过对浮标体在波浪中的受力分析、力矩与惯量分析,建立浮标运动传输函数模型,讨论浮标重力、设计尺寸对浮标运动的影响.通过浮标设计参数的调整,通过浮标固有的谐振频率与波浪激励的峰值频率分离,降低波浪激励对浮标运动的影响.计算了不同海况激励下浮标在垂直方向的升沉位移与水平方向的横摇角度,与实验数据验证仿真方法的有效性,在仿真的基础上,进一步给出了圆柱形通信浮标的设计改进建议,有效地提高了圆柱型浮标的稳定性.     

船舶运动视景仿真系统研究

由于航海在军事及经济中的重要性,船舶的运动研究也引起了人们的高度重视.文章介绍了在虚拟海洋环境中船舶运动的三维视景仿真系统.文中给出了船舶在规则波中的运动方程,用Creator仿真软件建立了船舶的三维模型,在Vega软件中对船舶的运动进行了实时交互控制.该系统在Vega的海洋模块中建立海洋场景,较真实地模拟了船舶在海面的运动情况.该系统不仅节约了研究经费,同时获得了较好的视觉效果,为后续的研究打下很好的基础.     

船舶操纵运动及控制仿真软件的研制

建立了外界条件干扰下的基于模糊控制的船舶操纵运动数学模型，开发了仿真软件，通过算例验证了软件的可靠性。并对其在定常见的作用下保持某一航向或航线航行进行了仿真研究，体育场结果表明：将模糊控制理论应用于船舶操纵运动的自适应控制的方法是可行的，但模糊控制规则的制订是至关重要的。     

SVM在成矿预测中的研究

传统成矿预测多以某种统计假设为前提,而在实际应用中往往找不到完全符合这样的地质事件。因此将非线性科学与矿产资源预测相结合是未来矿产资源预测的发展方向。人工神经网络（ANN）在进行预测时能够在输出和输入之间建立一个非线性映射关系,具有容错性好、自学习、自适应强等特征,但存在收敛速度慢、易陷入局部最优、网络结构不确定以及不能解决VC维等问题。SVM具有严格的泛化性理论指导和核函数强大的非线性映射能力,并且SVM不存在局部极小,维数灾难问题等。为此提出了基于SVM的成矿预测方法,将SVM应用于矿产资源的预测中,并对BP神经网络、RBF神经网络预测方法比较分析。实验结果表明,SVM预测方法优于BP神经网络方法和RBF神经网络,更加接近预测元素的实际值。     

电子战本体论及其在仿真中的应用

在分析电子战系统和电子战交战过程的基础上,采用对象、类、类型层次式的方法,首先概括电子战系统中的实体、状态、属性、关系等要素,然后提出电子战系统的本体论,最后将本体论应用到单舰反导的实例中,研究电子战系统仿真模型的通用形式化.该本体论有助于确定电子战系统及其交战过程的本质属性,构建先进仿真中电子战系统的计算模型,为建立可组合的分布式电子战仿真系统奠定基础.     

基于模型的海浪模拟仿真

在计算机图形学领域,自然景物的模拟一直都是一项研究重点.由于不规则性和随机性,要对水波特别是波浪进行逼真地模拟较为困难.研究了借助几何模型模拟自然界中海浪的运动,通过图形学中的真实感处理,得到逼真的海浪波动效果.在研究过程中首先是建立简单的海浪模型,通过辅助衰减函数将其改进,以符合海浪运动的物理规律,同时加入了动态变化的影响因子以增加海浪运动的随机性.结果表明,该模型可以较为真实的模拟海浪的基本运动.     

基于CFD的船舶斜浪三自由度运动仿真研究

针对船舶在斜浪中的多自由度耦合运动问题, 建立了三维粘性流耐波性数值波浪水池, 采用边界条件造波法生成高精度的斜向规则波, 通过同时求解RANS方程和刚体运动学方程, 结合网格整体移动方法和滑移网格方法, 实现了船舶斜浪航行的垂荡、纵摇及横摇三自由度耦合运动数值模拟。给出了DTMB5512船模斜浪中的垂荡、纵摇及横摇的频率响应函数, 与线性切片理论计算结果进行比较, 吻合良好。该方法可为船舶斜浪航行的耐波性预报提供一种有效的途径。     

神经网络在洪水预测中的应用研究

对基于神经网络的洪水序列预测方法进行了研究.将动态学习率、惯性冲量方法改进的神经网络模型用于水文时间序列洪水预报中,提出以确定性系数最大为评价标准的参数优选方法.经两个洪水序列的实例研究结果表明,神经网络对于变化平缓的洪水序列,预报效果很好,对于彼动剧烈的复杂水文序列,洪水预报效果不如前者.     

A sub-grid air entrainment model for breaking bow waves and naval surface ships

Direct numerical simulations (DNS) of air entrainment by the breaking bow waves of naval surface ships are outside of the computational reach of the most powerful computers in the foreseeable future. This creates a need for physically-based models of air entrainment for applications in numerical simulations for ship design. Due to the non-linear dependence of the terminal bubble velocity with diameter most air entrainment flows have a high void fraction region immediately below the free surface. We present a model that locates this region employing the local liquid velocity and the distance to the interface. Using this model and the bubble size distributions measured by Deane and Stokes [Deane BD, Stokes MD. Scale dependence of bubble creation mechanisms in breaking waves. Nature 2002;418:839-44] we have simulated the air entrainment in the breaking wave experiments of Wanieski et al. [Waniewski TA, Brennen CE, Raichlen F. Measurement of air entrainment by bow waves. J Fluids Eng 2001;123:57-63]. Comparison against these experimental data is good. We then apply this model to simulate the flow around naval combatant DTMB 5415 and the research vessel Athena. The model predicts air entrainment in regions where it was actually observed at sea, namely the breaking bow wave, along the water/air/hull contact line and in the near-wake. To the best of our knowledge this is the first model of air entrainment that compares favorably with data at laboratory scale and also presents the right trends at full-scale.     

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。     

船行波的三维可视化仿真

从经典的Kelvin模型出发对船行波进行仿真,把船行波积分分为了船首和船尾两部分,并把船首部分的水粘性对船行波的影响考虑进去,使得船行波仿真更加真实.在求解积分方程时采用了收敛速度较快的龙贝格积分法,实现了三维船行波的可视化仿真.实验结果表明该方法可以灵活实现动态、逼真的三维船行波仿真.     

模糊认知图在股票市场预测中的应用研究

复杂系统中存在着大量的过程依赖、自组织,并且一直是进化的,用传统的方法对其建模十分困难。模糊认知图作为一种模糊逻辑和神经网络相结合的产物,为复杂系统建模提供了一种有效工具。文中根据模糊认知图的特点,提出了用遗传学习算法建立系统的模糊认知图方法,为复杂系统分析及预测提供了一种解决方案。最后,以股票市场的数据为例进行了分析和预测模拟,结果表明,该方法是有效的。     

LAN/WLAN集成网络的可靠性评估及预测研究

以LAN/WLAN集成网络为例,首先从业务性能的角度给出了网络可靠性的定义,并基于此定义利用熵权双基法对其进行了可靠性评估;然后利用一种新的改进PSO-BP融合算法建立了可靠性预测模型,并以可靠性评估数据为样本设计了三组实验,仿真结果证明了该模型在网络可靠性预测精度方面的优越性。