微量元素对超大线能量EH36船板热影响区粗晶区组织和性能的影响

通过焊接热模拟研究了在超大线能量下焊接时Al元素、Mg元素和Ti元素含量对EH36高强船板钢热影响区粗晶区组织、性能的影响规律,采用Thermo-Calc热力学计算与SEM,EDS测试相结合的方法揭示了Al元素、Mg元素和Ti元素含量与母材中氧化物类型、尺寸、数量及粗晶区相变的关系.结果表明,Al_(2)O_(3)无法诱导针状铁素体相变,当Al元素质量分数低于0.005%时,钢中可形成Mg元素、Ti元素或其复合氧化物,可促进粗晶区针状铁素体相变.Mg元素和Ti元素联合添加时,当Mg元素质量分数由0.0042%降低为0.0013%,氧化物类型由MgO转变为Mg_(2)TiO_(4),经统计20个视场内的氧化物数量由408个提高到503个,平均直径由1.37μm减小到1.10μm,显著提高了非均匀形核的比表面积,抑制了晶界铁素体的形成,使t8/5=300 s时粗晶区热模拟试样-20℃冲击吸收能量由43 J提升到127 J.

基于A^(*)-动态窗口法的无人船动态路径规划算法

为使无人船在复杂的海上环境具备自主路径规划能力,保证其能够在未知环境中避开障碍物并准确到达目的地,结合A^(*)算法的全局最优特性和动态窗口法的实时性,提出了一种新的无人船动态路径规划算法。将A^(*)算法规划的路径点作为动态窗口法的局部目标点,并在中间路径点不可达时及时重新规划全局路径,形成了A^(*)-动态窗口法。动态环境下的仿真结果表明:该融合算法能引导无人船通过平滑的路径顺利到达目标点,证明了该算法的合理性和有效性,而与多种传统算法的对比结果,验证了所提A^(*)-动态窗口法的优越性。

沅水桃源枢纽左岸船闸桥区船模通航条件试验研究

沅江大桥通航环境十分复杂,原大桥通航孔布置不合理,严重制约了桃源枢纽二线船闸扩建工程建设。针对桥区通航条件差的问题,对其左岸桥梁通航孔布置方案进行船模试验研究,采用定床河工模型和小尺度船模试验相结合,并从船模试验的舵角、漂角和航速等航行参数进行综合分析,结果表明:在相同通航总净宽的情况下,双孔双向要优于双孔单向;桥梁通航孔右移可降低一线船闸船舶下行过桥难度,但会增加二线船闸船舶上行过桥的难度。建议左岸新建桥梁通航孔净宽应不小于220 m,桥位相比于现状桥梁右移约75 m,采用双孔双向,两线船闸分槽航行的方式。

基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。

面向港口环境精细感知的无人船多传感器融合SLAM系统

针对港口环境高精度感知需求,综合考虑影响同时定位与建图(SLAM)精度的港口环境因素,提出基于多传感器融合的激光SLAM环境感知方案。通过分析多种传感器对港口SLAM环境感知的影响,引入惯性测量传感器弥补激光SLAM输出频率低和剧烈运动位姿估计不准确等缺陷,采用卫星定位系统信息进行高程数据约束,处理船舶运动特性导致的垂荡累计漂移。从应用需求出发,对传感器进行选型和布置优化,搭建基于无人船的港口环境多传感器融合SLAM系统。结果表明,提出的港口环境高精度点云地图获取方案能在典型港口场景下准确实时建图,为水面精细SLAM提供技术支持。

南岭走廊“茶船古道”的历史演变与时代价值——广西铸牢中华民族共同体意识示范区建设研究之五

“茶船古道”是近年来从国家文化发展战略高度提出的一个全新的文化遗产概念。在“海上丝绸之路”这一宏大背景和线性文化遗产的理论视角下,南岭走廊区域的“茶船古道”,历经了“合浦、徐闻作为早期贸易输出港”“广州作为中国茶叶输出第一大港”“‘五口通商’后广州港茶业输出由盛转衰到再度复兴”等3个不同的历史时期。研究南岭走廊区域的“茶船古道”,不仅对南岭走廊区域地方特色文化的建设及文化遗产的传承保护起到积极的促进作用,也对后续其他茶产地(茶产品)如何以区域线性文化遗产陆续融入国家层面线性文化遗产——“茶船古道”这一开放性的网状体系提供借鉴;甚至对当代广西如何发挥好历史文化及地缘优势,全力助推茶产业的振兴和推进“平陆运河”及西部陆海新通道建设,积极融入“一带一路”发展新格局,都具有很强的现实指导意义。

基于性能的通航桥梁抗船撞评估方法及应用研究

为合理有效地开展通航桥梁抗船撞性能评估,提出基于性能的桥梁抗船撞标准化评估方法。基于现行《公路桥梁抗撞设计规范》(JTG/T 3360-02-2020),从抗撞性能等级确定、设防代表船型确定、船撞力计算、船撞效应计算以及抗撞性能验算等方面,采用结构性能目标作为评估准则,建立桥梁抗撞性能评估各环节流程的标准化评估方法。以江苏扬中三桥为应用实例,运用该方法进行该桥20号墩抗撞性能评估,结果表明:20号墩桩基顺桥向抗弯性能不满足JX1级要求,其余验算结果满足要求,桥墩抗撞性能综合评估结果为不满足要求。参照评估结果该桥加装了浮动式防撞设施。桥梁抗撞性能评估标准化,可准确高效实现桥梁抗撞性能等级确定、船撞效应计算、抗撞性能验算等预期的评估功能要求。

烟台港龙口港区27^(#)~29^(#)通用泊位疏浚工程绞吸船施工工艺优化

烟台港龙口港区27^(#)~29^(#)通用泊位疏浚工程土质主要为起球的黏性土,混有少量粗砂,绞吸船在施工时受黏土起球及黏性等影响,容易出现堵管、绞刀糊堵、输送困难等情况,施工作业关键参数波动幅度较大,作业人员操作控制难度高,平均生产效率低。重点围绕绞吸船的挖掘和输送分析,确定关键施工参数,优化施工工艺,指导作业人员施工。优化后的施工工艺使烟台港龙口港区27^(#)~29^(#)通用泊位疏浚工程绞吸船施工产能提高20%以上,节约了施工成本。

基于自航模的某海洋调查船回转性能数值研究

本文针对某海洋调查船在实船海试过程中出现回转横倾角过大问题,采用基于RANS方程的数值模拟技术结合自航模型对其回转性能进行数值模拟,获得了其回转性能预报结果,为了减小该船回转过程中的横倾角,对船底呆木开展改进设计,获得呆木改进设计方案后该船的回转性横倾。通过对比分析可知,改进方案有效降低了回转过程中的横倾角,避免了回转中横倾过大的问题,为该船的顺利交付提供了技术支撑。

浅水效应下智能技术试验船回转操纵性数值模拟

本文借助STAR-CCM+软件对考虑浅水效应的智能技术试验船回转操纵性进行数值模拟研究。首先对无界流场中智能技术试验船的流体动力性能评估,并且与试验结果对比验证了计算方法的准确性;在此基础上,通过改变智能技术试验船与池底的垂向距离,模拟不同浅水工况下智能技术试验船回转操纵性能。数值模拟结果表明,浅水效应下智能技术试验船侧向力系数显著增大,对应的偏航力矩系数亦有所增加。相关结论可为智能技术试验船浅水航行时安全性能提供指导。

波浪作用下小尺度多船并排锚泊横摇运动试验研究

采用物理模型试验方法研究双船、三船和四船并排锚泊时各船的运动量,并与单船艏艉锚泊情况进行了对比,重点分析了横浪作用下各船的横摇运动规律,探究了波浪周期和并排锚泊船数对多船并排锚泊时横摇运动的影响。结果表明,多船并排锚泊时,横摇运动响应随着波浪周期的增大而逐渐减小。双船并排锚泊时,横摇运动响应同单船相比减少了40%~50%;三船和四船并排锚泊时,横摇运动响应同单船相比减少50%~60%,四船并排锚泊时横摇运动响应减小的幅度与三船并排时相比差别不大。

内河大型双体客船波浪载荷试验及仿真预报

针对某内河大型双体客船,开展波浪载荷的模型试验和仿真预报研究。建立双体船波浪载荷预报的水动力仿真分析模型,获得双体船的垂荡、横摇、纵摇等运动响应特性,以及剪力、弯矩、转矩等波浪载荷沿船长方向的分布特征,研究航速对波浪载荷的影响规律。设计加工双体船缩尺模型,开展了波浪不同波长和浪向角下的载荷试验研究,并将仿真结果、试验结果进行比较,吻合较好。

基于VRX的无人水面船智能控制虚拟仿真实验平台设计

船舶智能控制课程实践环节通常需要高投入且具有较高风险,虚拟仿真技术可以为学生提供了一个低成本、无风险的学习环境。该研究设计了一套基于VRX的无人水面船智能控制虚拟仿真实验平台,构建了无人水面船模型的基本结构并确定控制算法与无人船的通信方案;针对所使用的无人船建立其运动学模型和动力学模型,并根据实验结果对模型进行修正;设计了基于反步法的轨迹跟踪控制器,对算法的轨迹跟踪效果进行系统测试。通过三维虚拟场景展示了无人船跟踪航行过程,运行效果表明该虚拟仿真实验平台为学生提供了一个安全便捷的实践应用平台,有助于激发学生的学习兴趣。

船载运维机器人关键技术与展望

船舶运维技术是水路交通系统安全、绿色、高效运行的关键。随着人工智能技术的快速发展,船载运维机器人开始逐步用于完成危险、繁重的船舶运维作业任务。首先,介绍船载运维机器人的国内外研究现状,并归纳目前主要的船舶运维作业类型;其次,梳理船载运维机器人技术在船舶验舱、船底清洗、除锈喷漆、清舱和巡检等典型船舶运维作业中的应用情况;再次,分析船载运维机器人的关键技术研究现状以及面临的挑战;最后,对未来船载运维机器人技术的研究和应用进行展望。

电视纪录片《记住乡愁》:文化诗学视域下的共同体话语研究

共同体是人类源远流长的文化期待、心灵归属与共同期盼,更是中国长期以来的宝贵倡议与伟大实践。本文以电视纪录片《记住乡愁》为引,探究其视听符码背后的共同体话语范式及国际传播效果,运用艺术美学与传播学理论进行文本分析,论其如何书写中华优秀传统文化、讲好中国故事。本研究发现《记住乡愁》将诗意与情感汇成一体,在文化记忆的翻新中增强民族凝聚力与共同体意识,可以为中华民族共同体的叙事策略与传播路径提供借鉴意义与影像价值。

内河船舶机会性互联的复杂网络模型及其时变特性

针对内河船舶间出现时空邻近的机会性现象开展建模及实证研究。在社会网络分析方法的基础上,提出了1种考虑时序特征的网络分析方法,将大尺度时间跨度上的网络聚类转化为小尺度跨度上的网络聚类,进而分析内河船舶在有限水域内的动态行为;考察船舶间形成邻近关系网络的时变特征,利用复杂网络表示船舶社会网络随时间的演化特性,并借助复杂网络模型对内河水域内存在较多互相熟识船舶的现象给出统计解释。基于长江下游200 km河段1个月的AIS数据,按时隙划分得到网络模型的序列,由此表现船舶间发生单跳数据交换关系的互联形态。实证结果表明:①船舶联网瞬时的度分布可用高斯分布拟合,拟合度在96%以上;②随着时间尺度的增加船舶社会网络的小世界特性和无标度特征愈加明显,网络形态在空间维度上呈现簇团情形,局部密集的组团网络由大部分静止和少量运动船舶连接起来,网络密度随时间缓慢增加至0.1左右,相对平均路径长度稳定在0.2~0.3之间,平均赋权集聚系数呈现缓慢下降的趋势最后趋于0.4~0.5,离散度较快趋向于1,并实现整体上的连通;③度值较高的船舶节点,其平均速度在不同时隙的船舶社会网络中分时段呈现相关性;④相对于船舶密度的增加,船舶在1 d内的平均友邻时间以指数形式递增,而船舶的重复相遇近似服从负指数分布。上述结果表明,内河船舶航行中数据交换关系的建立或断开是由物理空间中船舶间邻近关系的时变性决定的;内河船舶的历史交互行为对未来交互行为具有记忆性并产生影响。

船模静水参激横摇阻尼测量实验研究

针对船舶参数横摇独特的运动特征,设计激励稳性参数的船模静水参激横摇实验,研究与船舶参数横摇特征吻合的横摇阻尼测量方法.基于船舶参数横摇机理,设计了由激励船模重心高度的激振器,控制电机与测量船模运动的测控仪为主要设备组成的实验系统.由阻尼耗散、激励释放和复原力矩三项能量的平衡,推导了横摇阻尼系数的计算公式.露天船模水池的静水参激横摇阻尼测量实验.结果表明:稳态响应的横摇幅值持续稳定,大幅横摇阻尼可测,实验测量的重复性好.

大型薄膜型LNG船疲劳强度分析

以某17.5×10^(4)m^(3)LNG船的结构设计为例,采用谱分析法对全船典型结构进行疲劳强度分析。针对LNG船的满载和压载2种常用航行载况,分别建立全船有限元模型和水动力模型。利用三维水动力软件计算在多个浪向、波浪频率的规则波上的波浪载荷,进一步求得结构的应力传递函数。根据Miner线性累计损伤理论,选用北大西洋波浪散布图和适当的S-N曲线,计算结构的疲劳损伤。除了计算波浪诱导的高周疲劳损伤,还通过简化算法计算装货/卸货诱导的低周疲劳损伤。评估结果表明,部分结构可以通过适当增加结构尺寸和优化结构型式以满足NA40年的设计要求,但也有少量位置需要打磨。基于实船的设计过程,通过和船东、船级社紧密沟通,对建造需求和规范条文有较深入的理解,对大型LNG船设计有较高的参考价值。

LNG动力船采用锚地船对船冷舱作业过程泄漏扩散分析

为保障LNG动力船在锚地采用船对船方式冷舱作业的安全,需计算分析冷舱作业时LNG泄漏扩散的范围。选取20000 m 3LNG加注船和15000 TEU双燃料集装箱船为分析对象,针对气相/液相软管发生破裂泄漏、加注船/受注船法兰接头处发生泄漏两处高风险场景,采用三维流体仿真软件FLACS对LNG泄漏后扩散波及范围进行模拟分析,对比分析不同泄漏位置对LNG泄漏扩散的影响。结果表明,气相软管破裂形成的可燃蒸气云覆盖范围较小,基本不会对船舶造成影响;加注船法兰接头处发生的液相泄漏形成的可燃蒸气云会大面积积聚在加注船船艏,应采取安全措施避免此类泄漏;法兰接头处发生液相泄漏产生的后果较软管破裂更为严重,并结合上述分析结果,确定锚地冷舱作业时的安全间距,为行业实施相关作业提供参考依据和安全保障。

无人船载监控系统的设计与开发

为了满足无人船实时通信和远程操控需要,综合利用计算机、传感器及无线通信等技术,设计一种无人船载监控系统,实现了对无人船的实时监测、控制与实时通信。设计一种双驱动独立控制方案,实现了无人船遥控器控制与计算机控制的相互分离,可提高无人船运行操控的安全性与可靠性。提出采用插件式软件架构,将易变动的功能模块以插件的方式动态加载至系统框架中,加快了开发速度,降低了系统的耦合程度,提高了系统的可扩展性,并利用插件动态加载与卸载方法,实现了插件功能的动态加载与在线升级,提高了系统应对任务多样化的能力。