2025年, 第48卷, 第2期　刊出日期：2025-04-30

  

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  一种偏置式桨前节能装置的设计和节能效果评估

  张泽瑞, 陈伟民, 陈建挺, 杜云龙, 陈昆鹏

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 1-6.

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  为提升船舶螺旋桨的推进效率,降低船舶能耗,设计一种偏置式桨前节能装置,并采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法评估其节能效果。以某型散货船为例,通过RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方法对其阻力进行数值计算,并对其螺旋桨盘面位置的伴流场进行分析。基于伴流场特征设计偏置式桨前节能装置,通过调整关键设计参数优化螺旋桨进流场,从而更高效地回收螺旋桨尾流旋转能量。通过数值计算对该节能装置的节能效果与常规型桨前节能装置的节能效果进行对比,结果显示,前者能取得3.1%的节能效果,相比后者节能效果提升约20%。由此可知,该偏置式桨前节能装置相比常规型桨前节能装置具有更好的节能效果,设计思路可行。
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  大型仿生鱼推进机构设计及性能试验

  张亚楠, 刘恒

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 7-11.

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  为解决大型BCF (Body and Caudal Fin)模式仿生鱼尾鳍驱动问题,设计并制作一种大型仿生鱼推进机构。该机构运用曲柄摇杆原理,将电机等速转动转变为正弦摆动,通过单一驱动源控制双关节联动,实现大型 BCF 模式仿生鱼尾鳍稳定摆动和双关节角度姿态精准变化,结构紧凑且控制简单。大型仿生鱼样机采用金属骨架-蒙皮形式,能有效解决大型运动机构装配精度方面的问题,提升模型的可靠性。在拖曳水池内对样机进行自航试验,获取尾鳍摆动下仿生鱼的游动速度,验证设计的大型仿生鱼推进机构的有效性。研究成果可供大型仿生鱼在海洋监测和水下救援等领域的应用参考。
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  一种系统化的船舶桅杆振动分析方法

  丛婉君, 丁宁, 纪宏源

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 12-17.

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  为有效解决激励源耦合引发的船舶桅杆振动问题,以某巴拿马型散货船的桅杆为研究对象,提出一种系统化的船舶桅杆振动分析方法。在船舶设计阶段,通过建立全船结构与桅杆耦合有限元模型对桅杆振动情况进行预报;在船舶试航阶段,采用多通道振动测量技术完成桅杆振动测量。基于实船测量数据验证船舶设计阶段采用的数值仿真计算方法的准确性,结果表明,该船舶桅杆振动分析方法能有效预测桅杆的振动特性,将误差控制在3%以内。研究成果可供船舶桅杆的振动预报和设计优化参考。
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  一种资源约束条件下的船舶舾装项目进度管理方法

  何强, 李宽, 邰能灵, 周靖淞

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 18-27.

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  为有效解决资源约束条件下的船舶舾装项目进度管理问题,提出一种基于全局项目资源调度的船舶舾装项目进度管理方法。采用层次分析法确定项目中各子任务对某类关键资源的分配优先级,构建资源约束条件下的项目资源调度框架。采用网络计划技术和基于优先权规则的启发式算法,分别对核心任务和非核心任务进行资源调度与配置。研究结果表明,通过采用该船舶舾装项目进度管理方法,能提前干预舾装项目的资源配置,有效提升资源利用率,解决资源紧张和资源浪费等问题。
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  甲醇双燃料动力船燃料供应系统氮气吹扫过程数值模拟

  周云龙, 朱晓强, 窦朋

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 28-34.

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  为准确预测甲醇双燃料动力船燃料供应系统燃料切换过程中的氮气吹扫效果,掌握甲醇燃料吹扫规律,以某甲醇双燃料动力大型集装箱船为研究对象,开展氮气吹扫过程数值模拟研究。针对该船存在的氮气吹扫问题,根据燃料供应系统三维模型、甲醇燃料的物理特性和氮气吹扫流程开展氮气吹扫过程数值模拟,得到吹扫入口定压力条件下的吹扫性能预报结果,并将其与淡水冲洗计算结果相比较,探究吹扫介质和管路体积对吹扫时间和甲醇残留率的影响,为安全有效地开展氮气吹扫作业提供参考。
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  远洋船舶网络安全风险及应对策略

  肖昌云

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 35-40.

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  对远洋船舶面临的网络安全风险进行深入分析,并探讨应对策略,提升船舶运营的安全性。系统梳理远洋船舶网络安全风险的主要类别,包括黑客入侵、恶意软件攻击、人员操作失误和系统自身存在漏洞等。针对这些风险提出7个方面的应对策略,强调采用先进的网络安全技术和解决方案,特别是引入人工智能和机器学习技术,提升威胁检测能力。同时,加强对船员的网络安全培训,提升其安全意识,并实施严格的数据备份和恢复机制。此外,考虑采用专用网络和隔离技术,降低船舶网络遭受外部攻击的风险。
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  一种液体化工码头数字孪生平台的设计与应用

  李长亮, 张增龙, 陶闫涛, 梁继续, 王为周

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 41-44.

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  为提升液体化工码头的运营效率和安全性,满足现代物流管理需求,基于现实应用场景设计一种液体化工码头数字孪生平台。该平台采用分层架构设计,由数据源层、底座引擎层、通用能力层、架构融合层和场景赋能层组成,各层之间相互协作,共同实现码头运营管控的一体化、可视化和智能化。通过码头环境监测子系统整合多源异构传感器,实现对码头运营环境的实时全方位监控;通过安全生产管理子系统集成多个关键系统,构建全方位的安全防护体系;通过码头智慧运维子系统和数字孪生技术实现对设备状态的实时映射和智能运维管理。目前该系统已在某液体化工码头岸区应用,效果显著。
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  基于时空数据的车辆个性化画像研究

  丁灿, 董宜滔, 徐延军

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 45-55.

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  为解决高速公路在不同时间段和不同空间内的车流量差异较大引发的车辆拥堵问题,提升车辆运行效率,降低交通管理成本,结合车辆的出行行为和轨迹特征进行车辆画像研究。筛选出频繁出现在路网中的关键车辆,排除偶发行车数据;针对筛选出的关键车辆构建一个包含三级标签的出行行为画像体系,涵盖车辆信息、出行频次、出行时长、速度、距离和出行偏好等6个核心维度,结合高峰时段和非高峰时段提供全面的多维车辆画像;采用层次分析法和熵权法对二级标签进行权重分配,计算一级标签的得分;采用K-Means算法,根据一级标签的得分将车辆分为6种;采用PrefixSpan算法对6种车辆在不同时段的频繁路径模式进行挖掘,生成不同类型车辆的出行模式集合。试验结果表明,该方法能有效描述车辆在路网中的状态,通过将车辆划分为不同类型,并分析其在不同时段的频繁路径,帮助交通管理部门实现对车辆的精细化管理,达到降低管理成本和提升管理效率的目标。
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  无人机技术在小流域水土保持监测中的应用

  柏育材, 崔宝军, 寇英卫, 李晓东, 邱艳华, 郑志华, 郁帅, 何金平

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 56-62.

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  针对传统水土保持监测方法存在的效率低、受地形限制大和数据的完整性难以保证等问题,以青山小流域水土流失综合治理工程为例,运用无人机技术进行水土保持监测。通过处理无人机影像数据生成高精度的正射影像图和数字表面模型,自动提取裸露地表和植被等地类的面积、坡长、坡宽和坡度等地理信息;在此基础上,采用修正的通用土壤流失方程模拟土壤流失量,选取6个监测样区对实测数据与模拟数据进行对比。研究结果表明:6个监测样区的土壤流失量模拟值与实测值相差较小,相对误差在3.13%~11.80%;模拟模型能基本反映土壤流失情况,将无人机技术与模拟模型相结合的方法能为水土保持监测提供有效支撑。
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  雨水排水系统控污运行评价指标初探

  沈庆然

  上海船舶运输科学研究所学报. 2025, 48(2): 63-68.

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  对雨水排水系统控污运行评价指标进行研究,为实现城镇雨水排水规划目标、保障河道水环境质量提供参考。以分流制排水系统中的雨水强排系统为研究对象,结合已有研究和工作实践,分析雨水排水管网中污染物的来源及影响其排放的主要因素,梳理雨水排水系统溢流污染的形成机制;结合上海市排水工程的特点,提出用于评价排水管网控污运行效果的若干个关键指标。分析表明,排水管网中的污染物控制可从源头控制、过程控制和末端控制等3个层面开展。分别针对这3个层面提出一系列细化指标并明确其含义,为构建雨水管网控污运行评价指标体系提供参考。