检索结果-内蒙古大学图书馆

水下无人系统学报 2023年第3期31卷 349-364页

作者：孙铁志王世晟谢勃汉许昊大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

超空泡技术能够减小航行体阻力、提高航速,是水下高速航行体的关键技术之一。文中对国内外水下超空泡数值计算研究状况进行了综述,介绍了水下超空泡数值计算方法,主要包括理论模型求解方法及数值仿真方法。其中理论模型求解方法从势流... 详细信息

超空泡技术能够减小航行体阻力、提高航速,是水下高速航行体的关键技术之一。文中对国内外水下超空泡数值计算研究状况进行了综述,介绍了水下超空泡数值计算方法,主要包括理论模型求解方法及数值仿真方法。其中理论模型求解方法从势流理论出发,分别发展了主要针对二维水翼的自由流线理论、线性理论及可进行三维超空泡形状计算的独立膨胀原理。目前大部分超空泡数值仿真基于计算流体动力学有限体积法。其中多相流和湍流模型对仿真结果影响显著,通过结合空化、声学模型等,能够突破势流理论的限制,在考虑多相流、传质以及黏性情况下进行不同构形水下航行体超空泡流动及载荷预报。文中同时基于超空泡计算的自然空化数、通气参数、来流条件和几何构型4个典型影响因素,介绍了数值计算研究的相关进展,这些影响因素的变化均会改变超空泡整体形态,其中通气参数和来流条件还会影响超空泡尾部闭合模式。

关键词：超空泡数值计算空化水下减阻

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无标定视觉伺服多轴孔装配定位方法研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第10期55卷 3731-3741页

作者：焦建军李宗刚李龙雄陈引娟夏广庆兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学机器人研究所甘肃兰州730070 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

针对机器人多轴孔铆接装配件装配过程易出现装配件定位不准、孔与铆钉对准困难和装配效率低等问题,提出一种基于鲁棒卡尔曼滤波和前馈神经网络的铆接件视觉伺服精确定位方法,实现多轴孔铆接工件的自动定位。首先,搭建以工件顶点为特征... 详细信息

针对机器人多轴孔铆接装配件装配过程易出现装配件定位不准、孔与铆钉对准困难和装配效率低等问题,提出一种基于鲁棒卡尔曼滤波和前馈神经网络的铆接件视觉伺服精确定位方法,实现多轴孔铆接工件的自动定位。首先,搭建以工件顶点为特征点的机器人视觉伺服定位系统;其次,利用鲁棒卡尔曼滤波在线预测图像雅可比矩阵,并借助前馈神经网络在线动态补偿系统的估计误差,解决未知系统噪声的互相关性及“图像-操作空间”延时性造成的图像雅可比矩阵辨识精度低的问题;最后,采用最小二乘法设计无标定视觉伺服深度估计器,通过机器人的运动状态和图像特征的变化数据估计深度,解决铆接件定位时的深度问题。研究结果表明:相较于采用传统卡尔曼滤波的视觉伺服方法,机器人末端速度收敛时间减少30%,收敛曲线平滑,机器人末端运行轨迹平稳且接近直线,无振荡回馈现象,图像特征点定位误差绝对值最大为0.228像素,能够实现公板和母板快速定位,保证机器人快速完成铆接件的定位对准及后续装配任务。

关键词：多轴孔铆接机器人定位无标定视觉伺服卡尔曼滤波图像雅可比矩阵

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水下仿生翼型设计及其水动力性能研究

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兵器装备工程学报 2025年第2期46卷 136-144页

作者：赵长青王梦豪李健许昊孙铁志大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所西安710077 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

为了提升水翼的水动力性能,采用座头鲸鳍肢前缘波状结构作为设计参考,通过函数模型表达前缘型线,并结合新型翼型剖面,设计出一种新型仿生水翼模型。通过水洞试验,测量了仿生水翼和典型水翼的水动力性能,并采用数值仿真方法揭示了仿生水... 详细信息

为了提升水翼的水动力性能,采用座头鲸鳍肢前缘波状结构作为设计参考,通过函数模型表达前缘型线,并结合新型翼型剖面,设计出一种新型仿生水翼模型。通过水洞试验,测量了仿生水翼和典型水翼的水动力性能,并采用数值仿真方法揭示了仿生水翼的增升减阻机理。试验结果表明:在雷诺数1.8×10^(5)至3.0×10^(5)范围内,仿生水翼展现出较为明显的增升减阻优势,其中升力性能最高提升14%,阻力性能最大优化47%。进一步深入分析数值结果并对比表面压力及流场结构可视化发现,与典型水翼相比,仿生水翼吸力面的低压峰值较高,前缘波状结构维持的高动量区显著减少了流动分离面积。此外,前缘型线的优化减少了由翼尖涡引起的诱导阻力,从而显著提升了水翼水动力性能。

关键词：仿生水翼增升减阻流动分离翼尖涡

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船舶结构NURBS等几何参数化水平集拓扑优化方法

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船舶力学 2025年第4期29卷 610-618页

作者：汪雪良陈帅刘辉张世林李政杰李飞赵南祝雪峰中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 大连理工大学运载工程与力学学部辽宁大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

针对复杂船舶结构“几何建模–结构分析–优化设计”相互割裂,交互繁琐低效,以及传统拓扑优化方法难于实现CAD和cae无缝融合等问题,本文提出基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何参数化水平集结构拓扑优化方法,并用于二维和三维拓扑优化... 详细信息

针对复杂船舶结构“几何建模–结构分析–优化设计”相互割裂,交互繁琐低效,以及传统拓扑优化方法难于实现CAD和cae无缝融合等问题,本文提出基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何参数化水平集结构拓扑优化方法,并用于二维和三维拓扑优化。对于三维复杂结构,将船舶结构数模浸入到三变量NURBS三维实体结构中,然后通过光线追踪算法来快速确定设计域、边界和载荷施加区域的相关单元、控制点等几何信息,进而建立基于NURBS和浸入方法的等几何参数化水平集拓扑优化方法。该方法克服了传统的等几何拓扑优化受限于规则NURBS拓扑的限制,可处理复杂CAD模型。数值算例表明相较于传统的等几何SIMP方法,该算法计算效率可提升30%以上。

关键词：等几何分析拓扑优化参数化水平集 NURBS 船舶结构

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基于物理信息神经网络的功能梯度材料稳态/瞬态热传导分析

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计算力学学报 2023年第4期40卷 594-601页

作者：余波许梦强高强合肥工业大学土木与水利工程学院工程力学系合肥230009 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

采用物理信息神经网络PINN(Physics-informed Neural Networks)求解稳态和瞬态功能梯度材料(FGMs)热传导问题。该方法利用控制方程、边界及初始条件的残差构造损失函数,在无任何响应数据的情况下得到了更具泛化能力的神经网络模型,同时... 详细信息

采用物理信息神经网络PINN(Physics-informed Neural Networks)求解稳态和瞬态功能梯度材料(FGMs)热传导问题。该方法利用控制方程、边界及初始条件的残差构造损失函数,在无任何响应数据的情况下得到了更具泛化能力的神经网络模型,同时避免了传统数值方法在求解计算力学问题时所需的微分、积分公式推导以及繁重的建模和划分网格等前处理工作。本文探究了PINN及其域分解的扩展物理信息神经网络XPINN(eXtended Physics-informed Neural Networks)在求解稳态和瞬态FGMs热传导问题时的适用性,讨论了网络结构对预测结果的影响。研究结果表明,PINN/XPINN在解决几何复杂的稳态和瞬态FGMs热传导问题时仍具有较高的可靠性和简洁的求解流程,同时,为极端环境下求解复杂多场耦合和夹杂等问题提供了新思路。

关键词：物理信息神经网络扩展物理信息神经网络功能梯度材料热传导分析

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波浪中航行的集装箱船载荷与响应分析

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舰船科学技术 2024年第19期46卷 42-49页

作者：祝晓何金伟周云龙任煜昕徐浩源周波大连中远海运川崎船舶工程有限公司辽宁大连116052 大连理工大学船舶工程学院工程工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

近年来,海运行业对集装箱船的需求量逐渐增加,随着集装箱船主尺度的不断增加和快速性的不断提升,船体总强度下降并且会发生高频振动,这些共同导致了船舶的水弹性响应。有鉴于此,本文基于AnsysFluent和TransientStructure,使用CFD-FEM单... 详细信息

近年来,海运行业对集装箱船的需求量逐渐增加,随着集装箱船主尺度的不断增加和快速性的不断提升,船体总强度下降并且会发生高频振动,这些共同导致了船舶的水弹性响应。有鉴于此,本文基于AnsysFluent和TransientStructure,使用CFD-FEM单向耦合的方法,研究波浪因素对集装箱船的水弹性响应,对Fr=0.26时不同波浪情况下KCS船的水弹性响应进行仿真,结果表明,波浪情况下KCS船呈现周期性响应,主要受船舶固有频率影响,船舶会出现周期性的中拱现象。

关键词：集装箱船流固耦合水弹性响应

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六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究

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实验技术与管理 2024年第10期41卷 150-156页

作者：余旭东殷广郭烈黄剑赵剑大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

该文基于六自由度运动平台搭建了智能驾驶仿真测试平台,平台由六自由度运动平台、线控底盘及车体、视景仿真及投影系统、实时仿真系统组成。借助SCANeR场景仿真软件,平台可以根据用户实际需求搭建不同驾驶场景和情境,模拟不同道路交通... 详细信息

该文基于六自由度运动平台搭建了智能驾驶仿真测试平台,平台由六自由度运动平台、线控底盘及车体、视景仿真及投影系统、实时仿真系统组成。借助SCANeR场景仿真软件,平台可以根据用户实际需求搭建不同驾驶场景和情境,模拟不同道路交通因素或自动驾驶策略对驾驶人安全驾驶的影响,实现自动驾驶场景、传感器、车辆动力学、驾驶员在环等仿真。平台还可应用于自动泊车系统评价、汽车自动驾驶实验教学和科普。

关键词：模拟驾驶实验驾驶模拟器实时仿真系统自动驾驶测试评价

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考虑生长与重构的生物软组织非局部损伤本构参数反演

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工程力学 2024年

作者：袁涛涛姜昊左迪路易超杨海天雷振坤何宜谦大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室/工程力学系东北林业大学机电工程学院大连交通大学土木工程学院

在生物软组织力学研究中，采用非局部损伤本构模型具有能够考虑内尺度变量和避免有限元网格依赖性的优点。然而，现有文献报道中还很少有软组织非局部损伤本构参数反演的相关工作。因此，本文提出一个求解非局部损伤反问题的数值模型，... 详细信息

在生物软组织力学研究中，采用非局部损伤本构模型具有能够考虑内尺度变量和避免有限元网格依赖性的优点。然而，现有文献报道中还很少有软组织非局部损伤本构参数反演的相关工作。因此，本文提出一个求解非局部损伤反问题的数值模型，其主要优点在于：通过数值求解反问题能够反演内尺度变量和生长重构相关的本构参数；采用一种考虑损伤-生长-重构耦合的非局部统一本构模型，能够在正问题分析中方便地建立损伤和修复变量的演化方程，同时避免有限元计算中的网格依赖性；采用了代理模型来替代非线性有限元正问题计算能够显著降低反问题求解的计算量。通过实施牛心脏主动脉软组织的离体拉伸实验和有限元模拟提供测量信息。数值算例的计算结果显示所提方法具有较好的反演精度和抗噪性，各项同性和各项异性的回代计算的曲线拟合参数分别为0.9879和0.9754。本文工作为软组织损伤本构参数识别提供了一种有效的数值模型。

关键词：软组织损伤反问题非局部模型生长与重构代理模型

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基于轮廓法测量钛合金激光熔覆中的残余应力

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实验力学 2023年第3期38卷 285-295页

作者：刘军军姜昊雷振坤谢一帆于申大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室东北林业大学机电工程学院大连理工大学材料科学与工程学院

由于激光熔覆过程中有温度变化快、局部温度梯度大和伴随固液相快速转化等特性，在熔池和热影响区会产生很大的残余应力和变形，不利于金属增材制造和局部修复的精确可控。本文对Ti-6Al-4V(TC4)合金开展激光熔覆实验，采用轮廓法测量了... 详细信息

由于激光熔覆过程中有温度变化快、局部温度梯度大和伴随固液相快速转化等特性，在熔池和热影响区会产生很大的残余应力和变形，不利于金属增材制造和局部修复的精确可控。本文对Ti-6Al-4V(TC4)合金开展激光熔覆实验，采用轮廓法测量了激光熔覆所产生的残余应力；通过三维热力耦合有限元模型计算了温度场和残余应力场，仿真计算结果与轮廓法测量的残余应力趋势一致。结果表明，残余应力在熔覆位置有最大拉伸应力，随着远离焊缝急剧变成压缩应力并逐渐减小。上述工作有利于研究熔覆过程中的温度分布规律及残余应力的生成机制，可为熔覆过程的工艺控制提供参考。

关键词：激光熔覆残余应力轮廓法数值模拟

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基于点云目标检测算法的船体分段合拢面构件识别方法

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船舶工程 2024年第7期46卷 19-25,89页

作者：汪骥柳丛李瑞刘玉君刘晓霍世霖大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心辽宁大连116024 大连市舰船先进制造技术重点实验室辽宁大连116024

在船体分段合拢面精度检测方面,三维激光扫描仪相比全站仪具有高效、高精度和操作便捷等优势。但扫描点云往往数据量庞大且会包含大量与设计模型无关的周围空间点,不仅增加运算时间而且影响配准精度。基于显著构件的点云配准方法能解决... 详细信息

在船体分段合拢面精度检测方面,三维激光扫描仪相比全站仪具有高效、高精度和操作便捷等优势。但扫描点云往往数据量庞大且会包含大量与设计模型无关的周围空间点,不仅增加运算时间而且影响配准精度。基于显著构件的点云配准方法能解决该问题,但实现显著构件的智能识别,还需要一种针对船体分段合拢面构件的智能识别算法。采用深度学习方法,构建一种基于点的、无锚点单阶段目标检测神经网络模型,其适用于船体分段合拢面点云数据,基本实现了对船体分段合拢面上构件的智能识别。使用ADAM优化器对网络进行优化训练,在测试集上获得了平均精确度均值P_(A-m)为64.36%的效果。研究成果可用于改进点云粗配准方法,为实现船体分段合拢面精度的智能高效检测提供帮助。

关键词：船体分段合拢面精度检测点云目标检测深度学习

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