检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋工程 2024年第5期42卷 87-96页

作者：张洋张桂勇王子豪肖启航孙铁志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 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

了解流噪声产生机理及其特性,对于正确预测以及降低海洋结构物噪声具有重要意义。为了详细分析圆柱绕流的声辐射特性,对三维圆柱绕流噪声进行了数值模拟研究。首先,采用大涡模拟(large eddy simulation,简称LES)方法计算了非定常流场特... 详细信息

了解流噪声产生机理及其特性,对于正确预测以及降低海洋结构物噪声具有重要意义。为了详细分析圆柱绕流的声辐射特性,对三维圆柱绕流噪声进行了数值模拟研究。首先,采用大涡模拟(large eddy simulation,简称LES)方法计算了非定常流场特征,结果与试验数据对比吻合良好;接着,基于流场结果利用FW-H方程以面积分法预测远场噪声,其总声压级与试验误差在5%以内,验证了方法的有效性;随后,对圆柱绕流噪声的辐射特性进行了分析,发现关于圆柱对称的各点总声压级相等,表明圆柱绕流声场具有对称性,与来流方向垂直、平行的各点声压级存在峰值,峰值频率分别对应于圆柱绕流涡脱落频率和涡脱落频率的两倍;最后,在亚临界雷诺数范围内分析了不同雷诺数对圆柱绕流噪声的影响。分析结果将为后续降噪研究提供一定参考。

关键词：三维圆柱大涡模拟声类比流噪声数值模拟

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预制舵角对超空泡构型航行体入水运动特性影响研究

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兵器装备工程学报 2025年第1期46卷 89-96页

作者：魏海鹏连宵王凡瑜刘元清孙铁志北京宇航系统工程研究所北京100076 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连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

为了探究预置舵角对通气航行器入水运动特性的影响,基于VOF(Volume of Fluid)模型和SST k-ω湍流模型,开展了通气航行器带舵角高速斜入水流场的数值模拟和弹道特性分析。通过将数值预报的空泡形态和弹道特征与试验结果相对比,验证了所... 详细信息

为了探究预置舵角对通气航行器入水运动特性的影响,基于VOF(Volume of Fluid)模型和SST k-ω湍流模型,开展了通气航行器带舵角高速斜入水流场的数值模拟和弹道特性分析。通过将数值预报的空泡形态和弹道特征与试验结果相对比,验证了所采用的数值方法的有效性,并分析了不同舵角对航行体入水流场演化、弹道特性和水动力特性。结果表明:倾斜高速入水条件下,入水空泡会迅速发生表面闭合,同时舵角的存在使入水空泡存在上下侧不对称情况。入水一定深度后,由于静水压力的增加和航行器速度下降,航行器尾部空泡脱落,升力系数和俯仰力矩发生波动。舵角对于航行器弹道特性产生明显的影响,舵角越大,航行器最大入水深度减小,俯仰角度变化越迅速,姿态转平的时间提前。5°舵角工况相较于3°舵角工况,姿态转平时间提前了86 ms。但是舵角对航行器轴向速度基本没有影响。舵角同时对航行器水动力特性存在一定的影响,舵角越大,升力系数的最大值越大,俯仰力矩越高。但是,舵角对航行器阻力系数影响不明显。

关键词：通气预置舵角流场演化弹道特性

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极地船舶冰区航行中冰激结构疲劳的累积损伤分析

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海洋学报 2023年第7期45卷 102-109页

作者：季顺迎王键伟袁奎霖张睿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116023 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116023 国家电网大连供电公司辽宁大连116001

极地船舶在冰区航行中经常与各种类型的海冰发生不同程度的碰撞,充足的疲劳强度储备至关重要。本文提出了基于实测冰载荷的极地船舶结构冰激疲劳的累积损伤分析方法。以“雪龙”号极地考察船为研究对象,通过对我国第8次北极科学考察中... 详细信息

极地船舶在冰区航行中经常与各种类型的海冰发生不同程度的碰撞,充足的疲劳强度储备至关重要。本文提出了基于实测冰载荷的极地船舶结构冰激疲劳的累积损伤分析方法。以“雪龙”号极地考察船为研究对象,通过对我国第8次北极科学考察中的冰厚和航速等现场测量数据进行统计分析,在冰厚0.5~2.5 m、航速2~12 kn范围内构造冰激疲劳工况,并将二者的联合概率分布作为疲劳工况的发生概率;基于支持向量机方法反演识别出典型工况下的冰载荷时程,通过动力学分析确定关键位置及相应的热点应力,并采用雨流计数法统计应力循环次数;最后通过S-N曲线和Miner线性累积损伤理论进一步计算该航次内的疲劳损伤度,验证了“雪龙”号在冰区航行的安全性。本文对极地船舶结构的抗冰设计和安全评估具有一定的参考意义。

关键词：极地船舶结构冰激疲劳累积疲劳损伤现场测量冰区航行

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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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水下超空泡流动问题数值计算研究综述

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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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基于有限元的风电机组双列调心滚子轴承变精度建模方法

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轴承 2024年第9期 10-15页

作者：孙恩赵海心姜孝谟吕仕杰大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连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 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

为提高风电机组主轴双列调心滚子轴承接触应力的计算精度,以某2 MW陆上风电机组主轴双列调心滚子轴承为研究对象,提出一种基于有限元的轴承变精度建模方法,通过建立低精度的轴承模型得到其接触应力分布,再根据最大接触应力位置建立关键... 详细信息

为提高风电机组主轴双列调心滚子轴承接触应力的计算精度,以某2 MW陆上风电机组主轴双列调心滚子轴承为研究对象,提出一种基于有限元的轴承变精度建模方法,通过建立低精度的轴承模型得到其接触应力分布,再根据最大接触应力位置建立关键区域的高精度子模型,实现最大接触应力的精确计算。通过对位移、接触应力的收敛性验证得到最佳子模型宽度和网格数量,并通过虚拟阻尼法的收敛性、子模型精度、最大接触应力以及径向游隙对内、外圈最大接触应力的影响验证了模型的正确性。

关键词：滚动轴承风电轴承双列调心滚子轴承有限元法接触应力

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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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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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直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法

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力学学报 2025年第5期57卷 1202-1215页

作者：王传达李飞章子健周云周文彭海军大连理工大学力学与航空航天学院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 中航工业直升机设计研究所江西景德镇333001

为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决... 详细信息

为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决不同构型桨叶统一化建模难题,提出了一种基于模块化思想的多体建模方法.该方法将桨叶划分为多个模块,针对非直构型桨叶,在非直模块转折处施加特定几何约束,可实现上反、下反及后掠等形态,从而适用于各种外形桨叶的动力学建模;此外,模块化多体建模方式可解耦各模块之间的系数矩阵,使得模块的增减仅需调整相应位置的矩阵元素即可,而并不会影响其他模块的动力学方程.具体地,首先基于达朗贝尔原理推导各模块的广义惯性力、广义弹性力与广义主动力;继而根据凯恩方程得到各模块动力学方程;最后,通过引入模块间位移协调条件,可组集获得微分代数方程形式的系统动力学模型.数值结果表明,该方法可实现对不同外形桨叶的高精度动力学建模.

关键词：模块化建模多体动力学桨叶动力学复杂外形桨叶

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基于离散度聚合算法的海洋核动力平台拖航作业风险分析

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海洋工程 2024年第4期42卷 57-68页

作者：郭冲冲武文华吕柏呈曹光明罗起航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 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064

为了解决海洋核动力平台(MNPP)在拖航作业中面临的风险问题,提出了一种基于离散度聚合算法(DAM)的拖航作业风险分析方法。该方法采用故障树表示风险系统的层次关系,并映射为动态贝叶斯网络(DBN)结构;采用模糊集理论和专家评价克服缺乏... 详细信息

为了解决海洋核动力平台(MNPP)在拖航作业中面临的风险问题,提出了一种基于离散度聚合算法(DAM)的拖航作业风险分析方法。该方法采用故障树表示风险系统的层次关系,并映射为动态贝叶斯网络(DBN)结构;采用模糊集理论和专家评价克服缺乏客观统计数据的局限,基于离散度聚合方法确定模糊动态贝叶斯网络参数。针对建立的模糊动态贝叶斯网络模型,进行影响强度分析、因果推理分析、诊断推理分析和敏感性分析,得到拖航作业过程中最可能出现的风险路径、事故动态演化过程以及关键风险因素等。同时,给出了针对性风险控制措施,为现场作业和管理人员提供参考。

关键词：海洋核动力平台离散度聚合算法动态贝叶斯网络拖航作业风险分析

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