结合船舶工程建设需求 探讨我国自主CAE软件产业建设

针对我国缺乏自主CAE软件的现况,结合船舶工程建设的创新发展需求,探讨建设自主CAE软件产业的可行性.阐述政府在政策和经济上扶持的重要性,指出生产性服务业、先进制造业与自主CAE软件产业联动对我国船舶工业自主创新发展的必要性.     

基于回归模型与注意力的轻量化SAR舰船检测模型

合成孔径雷达（SAR）具有不受云层干扰、可全天时、全天候对地观测的特点,基于SAR图像的舰船检测已广泛用于海洋搜救、港口侦察、领海防御等民用或军用领域。然而,与大型舰船相比,像素点少、对比度低的小型舰船存在漏检率高的问题,并且速度和精度之间的平衡成为舰船检测算法天基应用的难点。针对以上问题,本文提出了一种基于YOLOv5s模型改进的舰船检测轻量化模型（ImShips）。首先,针对船体大小差异导致的漏检问题,采取在网络底部使用感受野较小的标准卷积,提升了模型对小规模舰船空间信息的获取能力。同时,在网络顶部设计了放大感受野的扩张卷积,保留了更多的语义特征,有利于大目标的特征提取。接着,提出将轻量级的通道注意力机制应用于YOLOv5的骨干网络和特征融合网络,通过对提取到的特征按重要性分配权重,实现纹理信息的筛选。最后,在下采样时采取深度可分离卷积代替标准卷积,减少了模型参数的数量,进一步提高了模型的推理速度。实验结果表明,在SAR舰船检测SSDD和ISSID数据集中,改进后的ImShips模型在保证精度的同时,所需的浮点计算数比YOLOv5s模型减少了45.61%,检测速度提高了8.31%。ImShips模型网络规模小、检测速度快,在实时天基舰船检测中具有较大的应用潜力。     

纤维增强复合材料装甲防护性能影响因素分析研究

本文从树脂基体、增强材料以及成型工艺等多方面采用正交试验设计开展了舰船防护用纤维增强复合材料研究工作,分析了各因素对复合材料装甲材料防护12.7 mm穿燃弹性能的影响,找出了较优的树脂配方、增强纤维以及成型工艺参数。     

基于AFPN的舰船电子综合化系统总线故障诊断研究

针对舰船电子综合化系统总线故障诊断模糊性、不确定性的日益增强,且难以实现快速故障诊断的难题,提出一种基于自适应模糊Petri网(Adaptive Fuzzy Petri Net,AFPN)的舰船电子综合化系统总线故障诊断方法;在加权模糊Petri网(Weighted Fuzzy Petri Net,WFPN)的基础上,引入神经网络技术,给出了AFPN的形式化定义及学习算法;实例分析验证了所提方法的有效性,研究表明:AFPN模型具有很强的自适应能力和推理能力,克服了传统单纯依靠人工经验故障诊断的不确定性和偶然性,可以实现舰船电子综合化系统总线快速精确的故障诊断。     

基于超声相控技术的船舶吃水测量方法

为了解决内河船舶因超吃水引起的通航阻塞以及船舶安全问题,提出一种基于超声相控技术的船舶吃水测量方法。以超声相控技术为理论基础,通过控制一维线型超声相控阵列换能器发射聚焦声波,实现对目标船舶的相控扫描,获取各扫描点的回波信号;利用匹配滤波算法对回波信号进行滤波,改善信噪比;利用阈值法提取回波信号的时延;利用渡越时间法,计算出扫描点到各发射振元中心的距离,利用双曲交汇法计算出扫描点的空间坐标;分析回波信号幅值和扫描点位置坐标即可得到船舶吃水深度。为验证方法的可靠性,搭建了小比尺船模吃水测量实验系统,分析了110~140 mm不同吃水深度下的实验结果,计算了实际吃水与测量吃水间的相对误差。实验结果表明,使用匹配滤波法处理后的回波信号信噪比从15.26 dB提高至36.39 dB,实验时,最大相对误差出现在船舶实际吃水130 mm时,绝对误差为2.3 mm,相对误差为1.7%。     

船舶工程虚拟现实应用平台建设及研究

基于船舶工程虚拟现实平台建设过程中的技术与应用问题提出相应的解决办法.介绍了作为船舶工程虚拟现实系统所应达到的功能要求,以及与船舶设计、制造的相关问题.对虚拟现实应用和船舶工程仿真有一定的参考价值.     

PSO并行优化LSSVR非线性黑箱模型辨识

针对非线性黑箱系统辨识中存在不确定性、高阶次,采用常规辨识方法建立其精确数学模型十分困难等问题,提出一种基于自适应粒子群算法的最小二乘支持向量机回归(PSO-LSSVR)非线性系统辨识方法.该方法采用2组自适应粒子群算法并行计算模型,分别利用自适应粒子群算法对LSSVR中的参数进行自动选取和矩阵迭代求解,既克服了传统LSSVR参数难以确定的缺点,提高了辨识精度,同时避免了复杂矩阵求逆运算,加快了计算速度.将该方法应用于船舶操纵性模型非线性系统辨识,仿真结果表明,由该方法得到的LSSVR能够有效地对系统进行建模,仿真精度高,结构简单,具有一定的理论推广意义.     

基于修正变分法开孔板和加强板结构的自由振动分析

为研究船舶开孔板和加强板结构的振动特性,用1阶剪切变形板理论描述各向同性板的位移场,并采用修正变分原理和区域分解方法建立板的离散动力学模型.每一块子域板的位移和转角分量通过第一类切比雪夫正交多项式展开.针对加强板模型,将该方法获得的结果与已经发表的文献和有限元商用软件计算结果进行对比,验证该方法的收敛性和正确性.基于修正变分法探讨多种开孔和加强板模型的自由振动特性,充分说明该数理模型和半解析方法是一种适合处理复杂板结构问题的数值工具.     

基于PIMS的船舶发电柴油机机旁操作仿真设计

选用组态软件PIMS,进行仿真系统设计.利用PIMS进行人机界面的编辑,根据船舶发电柴油机的工作原理和操作流程,完成后台脚本程序的编写.实现在PC机上进行船舶发电柴油机模拟操作,达到培训学员的目的.     

The Local Artificial Boundary Conditions for Numerical Simulations of the Flow Around a Submerged Body

We consider in this work the numerical approximations of the two-dimensional steady potential flow around a body moving in a liquid of finite constant depth at constant speed and distance below a free surface. Several vertical segments are introduced as the upstream and the downstream artificial boundaries, where a sequence of high-order local artificial boundary conditions are proposed. Then the original problem is solved in a finite computational domain, which is equivalent to a variational problem. The numerical approximations for the original problem are obtained by solving the variational problem with the finite element method. The numerical examples show that the artificial boundary conditions given in this work are very effective.