基于规则的复杂工程系统设计方法

控制论的出现极大地扩展了人造工程系统能力的深度与广度,造就了工程技术全面发展的局面.但随着工程系统中的独立主体的增多,致使其构成的关系越来越复杂,以精准控制为目标的工程系统设计方法遭遇到了不小的困境.一方面,大规模集群体系中精准控制体系内每一个主体并不现实;另一方面,过多的控制反而限制了主体的自主涌现,与群体智能的主旨相背离.为此,提出一种基于规则的复杂工程系统设计新思路.类比生态体系自主演化的动力机制,提出了基于微观规则、中观规则与宏观规则3层架构的规则描述方法,并提出了基于规则的工程系统有机适应性架构框架,为指导复杂工程系统的设计与演进维护提供了方法参考.

船舶有限元模型舱室识别方法

在船舶与海洋结构物设计过程中,一般利用有限元法校核船体结构强度,其中对舱室进行定义的步骤费时费力,还易出错。针对此问题进行研究,提出一种高效的有限元模型舱室边界自动识别算法,称为“无自由边法”。基于FEMAP软件编程实现该算法,并以实船模型为例进行测试。研究表明:该算法高效实用,适用于任意形状复杂的舱室,所开发的程序能够快速、准确地识别出舱室边界的网格单元。

基于信息距离的复杂系统信息处理方法研究

针对大型复杂系统任务流程长、工艺参数和人机界面元素多、系统信息流不合理导致的人员脑力认知负荷加重、系统运行效率降低、成本较大的问题。文章以航空发动机控制系统高空台模拟试验系统为研究对象,基于信息距离理论,对试验流程控制系统及人机交互界面进行分析,建立试验流程控制和人机界面设计优化方法及评价模型,使任务信息流更合理、操作便捷,对提升高空台模拟试验系统效能具有重大意义,为企业生产运行节约巨大成本,同时也为同类产品的设计、生产控制提供借鉴。

舰炮半穿甲模拟弹对金属靶板斜侵彻研究

舰炮作为打击海上、空中和岸上目标的主要武器之一,半穿甲弹的侵彻能力是评价其弹药毁伤能力的重要一环,而开展实船射击实验成本高、机会少。为研究舰炮半穿甲弹倾斜侵彻金属靶板的侵彻能力,参考美军MK-45舰炮使用的奥托·梅莱拉127 mm弹药设计半穿甲模拟弹,采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法分析靶板破环模式、破口尺寸。实验结果表明,在45°和60°两种靶板倾角、385 m/s和500 m/s两种着靶速度情况下,半穿甲模拟弹对12 mm厚E36钢板具有足够的侵彻能力,模拟弹对靶板侵彻的破坏形式为冲塞破坏,破口尺寸平均为弹直径的1.25倍。仿真结果表明:剩余速度、破口形状与实验结果吻合;Thor公式的计算结果与实验结果较为接近,经过参数优化后实验、经验公式与仿真得到的剩余速度误差不超过10%。

一种声学覆盖层用弹性防护涂层的制备及性能研究

以液化MDI、端氨基聚醚、胺类扩链剂等原材料制备了一种用于橡胶类声学覆盖层表面的弹性聚脲防护材料,并对该材料进行阻燃性能改性。考察了该喷涂聚脲材料的力学性能、声学性能、耐环境性能以及阻燃性能。结果表明,该材料力学性能和耐环境性能优异,阻燃改性后材料的氧指数可以达到27。在配合专用底漆后,该材料与声学覆盖层的附着力良好,可以对声学覆盖层提供有效防护。

基于IRML-STAMP的舰船加油系统风险因素识别方法

为研究舰船加油系统遭受外界干扰后的系统功能状态变化情况和系统自身恢复能力,基于IRML-STAMP方法对舰船加油系统风险因素进行识别,定量评估舰船加油系统动态弹性,并与基于传统STAMP方法的评估结果进行比较。结果表明:利用基于IRML-STAMP的舰船加油系统风险因素识别方法可以精确找出失效后导致舰船加油系统动态弹性损失最多的STAMP模型的关键节点;以舰船加油系统加油作业设定故障场景为例,压力表等仪表是该系统的关键节点,压力表等仪表故障中断后,系统动态弹性大幅下降0.161;当故障传播路径中不包含关键节点时,系统动态弹性最大,当干扰出现在关键节点时,系统动态弹性最小,差值为0.101;与传统STAMP方法相比,IRML-STAMP方法评估结果可以准确定位系统风险,提高系统动态弹性。该研究结果可以帮助提高舰船加油系统的抗干扰性,对现场舰船加油系统的风险因素识别具有指导意义。

无锡自抛光防污涂料研究进展

海洋污损生物附着问题一直影响海洋运输与海洋工程行业的发展。为减轻海洋生物附着所带来的困扰,防污涂料被广泛应用,而无锡自抛光涂料(TFSPC)因其卓越的防污性能和低毒性而成为防污涂料市场的主流产品。详细探讨了无锡自抛光涂料的工作机理、成分组成以及目前的应用状况。

船舶减振降噪应用技术研究

本文通过分析减振降噪应用技术在我国船舶建设的重要性,阐述船舶噪声的种类和不良影响,主要分析被动控制技术、主动控制技术、混合控制技术在船舶减振降噪中的应用,其中主要对现阶段非线性隔振技术的机理和性能进行阐述,最后对从新型材料在船舶减振降噪上面的应用进行分析。

基于多种机器学习模型的夏季北冰洋海雾卫星检测方法研究

利用2014—2018年6—9月Aqua/MODIS提供的光谱数据、海面温度数据及其他辅助数据,基于CALIOP L2 VFM产品中云底高度提取的海雾、云和海表标签,建立3类样本数据集。结合使用K折交叉验证法、网格搜索法和粒子群优化算法训练随机森林(random forest, RF)、支持向量机(support vector machine, SVM)、多层感知机(multilayer perceptron, MLP)和全卷积神经网络(fully convolutional network, FCN)4种不同的机器学习模型,对比模型在北冰洋夏季海雾检测中的表现。结果显示,RF、SVM、MLP和FCN均表现出一定的海雾检测能力,检出率(probability of detection, POD)均超过70%。其中,FCN表现出最稳健的综合性能,POD达到79.91%,虚警率达到较低的24.90%,关键成功指数达到63.17%。

基于有限数据的水下球类目标多基地低频散射声场预报方法

针对水下球类目标多基地声散射声场预报,提出了一种基于有限散射声压信息数据的预报方法.该方法将散射声场表示为声散射传递函数与声源密度函数的乘积形式,通过数值积分以模型表面网格信息作为输入得到声散射传递函数,以已知的少量散射声压数据作为输入,综合运用声学互易性、最小二乘法和矩阵变换得到声源密度函数.针对双层球壳以及带铺板球壳,分别利用Rayleigh简正级数解和有限元计算方法对该预报方法进行了验证.对带铺板球壳进行了目标强度试验,对比了测试结果和有限元计算结果,分别以几个测试数据和有限元数据作为输入预报了带铺板球壳多基地散射声场并与有限元结果对比.仿真和试验结果均吻合较好,验证了该预报方法的可行性.

发射系统指向角度标校方法

针对传统瞄星方法存在的效率低和“受制于天”的问题,提出了一种基于模型的标校方法。该方法把安装平台抽象为分段线性的平板模型,其误差用俯仰、偏航、滚转3个参数表示,得到包含模型误差的指向角度。同时,采用高精度卫星导航设备建立虚拟空间基准,利用二者的等价关系,通过牛顿迭代法求解出误差参数,并进行修正。理论和仿真分析表明:只需要2个测量点就可以解算整个模型,提高了标校效率;只要基准点距离身管1 km以上,基准点的测量精度对标校精度的影响就可忽略;通过合理选择基准点,可以将指向角度标校残差控制在0.001 rad。

基于CFD的轻质燃油舱吸入口流动特性仿真研究

为研究轻质燃油舱中的日用舱和储油舱油舱吸入口流动特性,本文通过CFD仿真建立了日用舱和储油舱喇叭口、上斜口及增大储油舱集油槽后的吸入口有限元模型,模拟储油舱向日用舱进行油料调拨及使用日用舱向目标进行油料加注时油舱吸口周围的流动特性,采用湍流模型模拟实际流动状态。通过改变流动域、边界条件等设置,对不同油舱的不同吸入口形式进行CFD仿真,得到系列速度流线规律。仿真结果表明:1)同样布置情况下,采用上斜45°吸口相比于喇叭口吸口对集油舱内部扰动影响较小;2)吸入口相对于舱底、舱壁的布置位置对集油槽内流体扰动情况影响较大,在设计中需特别关注。

半穿甲舰炮弹药侵彻舰船靶板数值仿真研究

研究了舰炮半穿甲弹对舰船靶板侵彻能力,采用LS-DYNA有限元软件对美海军奥托·梅拉127 mm和76 mm舰炮弹药临界跳弹、打击甲板和侧舷靶板进行仿真,结果表明:以300 m/s速度打击15 mmE36钢板条件下,127 mm弹的临界跳角为9.5°,76 mm弹为29°;从甲板和侧舷攻击条件下,两弹均具备穿透多层舰船靶板的能力。舰炮弹药攻击舰船目标,可考虑适当延迟舰炮弹药起爆时间,在其进入内部重要舱室时引爆,提高对船体的毁伤效果。

典型水声环境的浅海声信道多径特性研究

声纳的通信能力与水文条件密切相关,同样一部声纳在不同的海洋环境中具有不同的通信性能。针对船只经常活动的浅海区域,重点介绍3种典型的声速梯度,并利用仿真手段分析浅海水声传播机理,建立不同水文条件下的浅海多径信道。

基于SAM的无人艇多源图像分割研究

针对无人艇多源传感器的图像分割问题,开展了结合图像分割大模型与大模型低成本微调技术的研究,以增强感知大模型在无人系统上的实用性。首先将分割大模型应用于无人艇可见光、红外和声学图像分割,并对其性能进行了比较。经对比发现,分割大模型对可见光和红外图像分割效果好,但对声学图像的分割性能存在严重下降。随后利用低秩自适应算法对分割大模型编码器部分进行了微调训练,以适应声学图像分割任务。微调后的分割大模型对声学图像的分割性能得到显著提升,Dice相似系数平均值相比初始分割大模型提高了52.88%,证明了方法的有效性。作为一种大模型的微调技术,低秩自适应算法使用低秩近似来降低权重矩阵维度,大幅减少模型中可训练的参数量,在提升训练效率的同时降低了训练成本。

基于电子沙盘的指挥控制系统设计与实现

为满足公安实战指挥需求,采用基于业务重构、大数据融合、可视化呈现的方法,从体系层面实现对原有系统业务的重构,在有机融合的基础上充分发挥电子沙盘的实战功能优势,实现一屏尽览、一屏操作、一屏整合、一屏指挥,满足事前情报研判与预案推演,事中实时指挥,事后重演总结的全流程需要,为指挥员提供精确、动态、直观的信息展示,增强预案制定的实时性、科学性和高效性,为基于预案的实战指挥奠定技术基础,取得从传统警务指挥向实战高效转变的效果。

舰船运动对机舰耦合流场的影响研究

机舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,存在着涡–涡干扰现象。在真实海况下,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境,因此有必要探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机舰耦合流场的影响。现基于简化护卫舰和双桨旋翼的耦合模型,通过CFD方法对舰船纵摇状态下的机舰耦合流场进行了数值模拟研究,定性分析了耦合流场结构的发展变化,同时对旋翼拉力进行了定量分析。随着舰船的纵摇运动,摆动的机库尾涡会和桨尖涡混合在一起,垂向气流也在不断变化,旋翼拉力、压强和速度都出现了近似周期性的变化,和纵摇运动的周期一致。相比于舰船的静止状态,当甲板上扬至水平位置附近时,旋翼拉力最大,增加约14%,当甲板下沉至水平位置附近时,旋翼拉力最小,减少约12%,因此直升机要具有足够的操纵量,及时改变总距以保证直升机在该状况下的安全性。

新时期中央企业党建工作面临的挑战与改进策略研究

新时期,中央企业在我国经济社会发展中具有举足轻重的地位,开展中央企业党建工作创新实践是提高中央企业治理水平,引导企业持续健康发展的重要途径。本文分析了新时期中央企业党建工作的重要性和困难挑战,总结得出提高党建效率,创新党建形式的改进策略,推动央企党建建设与中心工作深度融合,提高企业文化活力。

IGBT结温与饱和压降耦合机理研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温是影响变流器系统寿命、评估其可靠性的重要参数,而集-射极饱和压降是实现结温在线监测的关键热敏电参数。为深入研究IGBT结温与集-射极饱和压降间的耦合关系,本文从物理结构层面构建了IGBT饱和压降温度特性模型,分析了不同电流面密度下饱和压降与结温的关系机理,通过搭建IGBT静态特性测试平台,进一步探究了饱和压降与结温之间存在近似线性关系,进而基于动态特性测试平台,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,在一定集电极电流条件下,IGBT饱和压降与结温呈现近似线性关系。在此基础上,对IGBT结温在线监测方法提出了建议。

改进均匀设计在航空发动机高空模拟实验中的应用研究

航空发动机高空模拟试验设计方法的研究对航空发动机的发展具有重要意义,国内外学者在航空发动机高空模拟研究中,很少有采用均匀设计,同时已有均匀设计表存在均匀性不好、效率不高等缺点。本文提出了一种改进均匀设计的试验方法,试验结果表明本文提出的试验设计方法的正确性和可行性。