2024年, 第47卷, 第5期　刊出日期：2024-10-30

  

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  基于SHIPFLOW MOTIONS的测量船耐波性研究

  李建鹏, 刘金纯, 李伟强

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 1-7.

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  以一艘测量船为研究对象,采用基于势流理论的商业软件SHIPFLOW中的MOTIONS模块对其进行耐波性数值仿真,研究其在波浪中的运动和阻力特性。利用三维时域完全非线性边界元方法计算船舶在迎浪规则波中的运动特性,并将数值计算结果与模型试验结果相对比,结果表明:船舶在波浪中的升沉和纵摇运动数值计算结果与模型试验结果较为吻合;船舶在波浪中的阻力增加RAO值计算结果与模型试验结果的最大偏差约为13%;波浪增阻数值计算结果的精度明显高于基于三维频域线性势流理论的计算结果。此外,直接采用SHIPFLOW软件模拟该船在不规则波中的运动,验证其非线性问题处理能力,结果发现模拟计算结果与试验结果的偏差约为7%,证明采用该方法解决船体周围复杂流场问题可行。
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  基于阻力和伴流不均匀度的船型优化

  高旋, 高玉玲, 陈伟民, 杜云龙, 司南

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 8-15.

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  为获得影响大方形系数船舶艉部线型的主要船型特征参数,以某肥大型船为研究对象,在考虑排水体积约束的情况下,利用CAESES软件半参数化变形技术实现艉部线型自动变换,构建系列船型方案,并采用SHIPFLOW软件评估这些方案的阻力性能和伴流。应用软件集成的优化算法组合(Sobol与Nelder Mead Simplex优化算法组合)构建船型优化策略,回归分析系列船型方案的优化效果,并采用Star CCM+软件验证优选方案在船舶阻力和伴流不均匀度优化方面的有效性。通过回归分析发现,艉轴上方最大反曲位置的丰满度和艉封板变形对伴流的影响更显著,优选方案相比原方案有效功率下降约2%,伴流不均匀度下降约6.4%。
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  基于自回归推广模型的海风预测方法分析

  张超群, 张帆, 罗伟强, 周磊

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 16-21.

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  为准确预测海上风速和风向数据,提升船舶海上航行的安全性,针对现有海风预测方法存在的预测精度不高的问题,提出一种基于自回归(Auto-Regressive,AR)推广模型的海风预测方法。将风速和风向看作风矢量的2部分,在确定2组数据的依赖性之后,分别采用差分整合移动平均自回归(Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA)模型和向量自回归(VectorAuto-Regressive,VAR)模型这2种AR推广模型对风矢量进行预测。试验结果表明,VAR模型的预测结果中有34.17%的数据落在误差允许范围内,而ARIMA模型的预测结果中有61.25%的数据落在误差允许范围内,该方法可供海上风速和风向预测参考。
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  基于前后端分离模式的船舶智能机舱系统软件设计

  蒋辰基, 董胜利, 韩冰

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 22-29.

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  为降低智能机舱系统前后端的耦合度,提高系统开发效率,在B/S(Browser/Server)架构的基础上,采用前后端分离的开发模式确定系统软件的技术框架,明确前端主要界面和后端功能模块的划分,设计一种基于前后端分离模式的智能机舱系统软件。测试结果表明,该系统软件能实现机舱智能管理,满足用户的需求,具有较强的可靠性和稳定性。
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  16 000 TEU甲醇双燃料船泵舱通风数值模拟

  朱晓强, 石蕴玉, 窦朋, 徐峰

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 30-37.

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  以某16 000 TEU甲醇双燃料船为例,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真分析软件Star CCM+对其泵舱通风系统进行数值模拟。采用VOF(Volume Of Fluid)多相流数值方法计算分析泄漏甲醇的体积变化规律,研究不同射流速度下泵舱内空气达到安全阈值所需时间。研究结果表明:在现有通风系统作用下,114.74 s内可使泵舱内的甲醇质量浓度降低至安全阈值(200 mg/L)以内;当射流速度为0.5 m/s时,泵舱的通风效果最佳,能使通风达标所需时间缩短2%;射流流速过大会引发流场扰动,部分甲醇气体被吹入死角,不利于舱室通风。
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  认知可靠性和失误分析方法在船舶引航事故分析中的应用

  高泽华, 李亮

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 38-44.

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  为准确判断引发船舶引航事故的人因失误,以便采取有效措施防止类似失误出现,采用认知可靠性和失误分析方法(Cognitive Reliability and Error Analysis Method,CREAM)对引航事故进行分析。基于CREAM方法中的追溯性分析方法建立引航事故追溯模型,构建前因分类表、后果-前因链表和失误模式-前因表等3种人因失误因子关系表,实现对引航事故原因的追溯。以某典型船舶搁浅事故为例,采用该方法追溯导致事故发生的人为因素,并将所得结果与已有事故调查报告中的事故分析结果相对比,验证该方法的有效性。在此基础上,提出提升船舶引航安全性的建议,包括加强对引航员的教育与培训、提升引航设施的可靠性和严格落实规章制度等,为后续船舶引航作业的安全开展提供参考。
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  基于密集小目标识别算法的港口安全帽与工作服识别

  祝绍嵩, 韩卓成

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 45-55.

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  针对采用YOLOv5_6.0算法采集安全帽与工作服图像存在的目标密集、像素点小、像素色差小和检测难度大等问题,提出一种基于改进的YOLOv5_6.0算法的小目标检测算法。通过优化YOLOv5_6.0算法的边界框回归损失函数改善其对密集小目标特征信息的学习效果;通过增加1层特征提取层提升算法对小目标的检测效果;在算法主干部分添加全局注意力机制(Global Attention Mechanism,GAM)提升算法的整体检测效果;增加第二阶段复检算法对安全帽和工作服目标进行二次复验。在港口环境下采用该算法对包含安全帽和工作服的数据集进行训练,结果显示:改进算法相比原YOLOv5_6.0算法能使安全帽和工作服识别精度均值分别提升5.5%和5.3%;改进算法对安全帽和工作服的平均识别精确率分别达到97%和87%。研究表明,增加网络结构检测层和二阶段复验算法能提升密集场景下小目标识别的精确率和置信度,减少误检和漏检情况,有效满足港口环境下的安全帽和工作服检测需求。
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  一种混合云场景下面向对象存储的数据分流聚合方法

  王骏翔

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 56-62.

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  利用开源的云计算技术构建一套适用于大型集团型企业的混合云场景下面向对象存储的数据分流和聚合技术,以统一对象存储PaaS服务的形式向业务端提供一种能安全接入的具有多样性源数据的交互场景。该方法采用云原生S3协议对异构对象存储服务进行重定义的封装、解析和转发控制,实现通过统一服务调度完成混合异构场景下面向对象存储的数据存取交互、复制迁移、定制化分层和汇聚合并加载等。该方法已在某大型航运集团型企业的跨境租箱应用场景中应用,结果表明其能在混合异构对象存储的业务场景下高效实现安全、灵活和弹性的数据统一交互。
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  城市轨道交通地下段二次结构噪声预测模式应用研究

  王巧燕, 李晓东, 王亚晨, 邱贤锋

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 63-69.

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  针对现有轨道交通环评导则中的建筑室内二次结构噪声预测模式在实际应用过程中存在的与振动预测脱节和关键参数不明确等问题,通过对上海、苏州和广州等多个城市的轨道交通沿线典型建筑室内的振动加速度、振动速度和二次结构噪声进行测试,结合理论分析和实测对比论证结果,提出在环评导则的基础上采用典型频谱类比预测方法预测室内二次结构噪声。通过典型频谱建立Z振级、振动速度级和结构噪声的关联关系,完成结构噪声预测。根据实测结果:采用实测振动速度级预测的结构噪声与实测结构噪声相比,误差在3 dB以内的测点数占总测点数的86%;采用典型频谱类比预测方法得到的结构噪声与实测结构噪声相比,误差在3 dB以内的测点数占总测点数的81%。在预测阶段无法通过实测得到室内振动速度级的情况下,可采用典型频谱类比预测方法进行二次结构噪声预测,能取得较高的预测精度。
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  植物提取液除臭工艺在生活垃圾中转站的应用及效果

  郑敏, 施天润

  上海船舶运输科学研究所学报. 2024, 47(5): 70-76.

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  为降低城市生活垃圾中转站处理垃圾过程中释放的恶臭物质对周边环境的影响,对植物提取液除臭工艺在生活垃圾中转站的应用进行研究。对比分析不同植物提取液除臭试验条件对植物提取液除臭效率的影响,为垃圾中转站植物提取液除臭配方的选择及相关技术的应用提供参考。研究表明,植物提取液的除臭效果与其活性成分和浓度配比有关,并受植物提取液与废气的作用时间和除臭工艺等因素的影响。在实际应用植物提取液除臭时,建议针对不同臭气组分优化植物提取液除臭配方,改进除臭工艺,延长植物提取液与废气的作用时间等,从而提升除臭效率。