【摘 要】
:
随着科学技术的快速发展迭代,现代船舶的结构和功能都在进一步的智能化和复杂化,给船舶健康监测带来了难度。不仅在船舶的建造时期需要关注船舶的结构性能,真实运行环境中由于复杂的工况和环境因素影响,也需要实时关注船舶的健康状态,辅助驾驶人员决策。为了实现船舶结构的全生命健康监测,本文提出了一种面向结构健康的混合数字孪生方法,实时的采集及反馈舱室结构的物理特性,提升航运的信息化和安全管理能力。本文提出的方法
论文部分内容阅读
随着科学技术的快速发展迭代,现代船舶的结构和功能都在进一步的智能化和复杂化,给船舶健康监测带来了难度。不仅在船舶的建造时期需要关注船舶的结构性能,真实运行环境中由于复杂的工况和环境因素影响,也需要实时关注船舶的健康状态,辅助驾驶人员决策。为了实现船舶结构的全生命健康监测,本文提出了一种面向结构健康的混合数字孪生方法,实时的采集及反馈舱室结构的物理特性,提升航运的信息化和安全管理能力。本文提出的方法首先利用奇异值分解法对多组载荷形成的物理场信息进行数据压缩降维得到特定的标准正交基,创建基向量与载荷关系的响应面模型,从而输出基于实时输入载荷的有限元降阶模型。再者利用基于地统计学的克里金插值算法,按照特定拓扑结构布点,将实时的传感器数据和降阶模型输出的补充点位数据经由卡尔曼滤波算法进行融合修正,共同计算监测对象的变形情况。最后,通过构建变形监测软硬件系统,实现监测对象物理特性采集到可视化的全过程。为验证整套方法的可行性,本文将系统部署在特殊承压舱室中进行实验。经过实验的论证,在预设的载荷下,硬件采集系统能够稳定的进行数据采集,配套的应用程序能够按照预期的要求实时可视化采集过程。数字孪生驱动模块能够生成足量的补充点位数据到克里金算法中,经由降阶模型修正后的算法回构云图所描述的变形趋势优于直接计算的克里金算法,与仿真的结果最相近。通过与样条插值、径向基函数、反距离权重插值等算法进行比较分析,降阶模型修正后的算法模型各项预测误差指标和变形趋势均优于其他的算法。本文所提出的船舶结构物理场实时监测的混合数字孪生方法满足了船舶的健康监测需求,对未来船舶的高度一体化、智能化发展具有一定的参考意义。
其他文献
对临床视角下的癌症经济毒性现状、经济毒性的危害、经济毒性的测量及分级标准、经济毒性的应对策略进行综述,以期为我国医护人员更好地认识癌症经济毒性、开展癌症病人经济毒性相关研究提供参考。
超疏水表面由于它自身优异的超疏水性能,在国防、工业生产和日常生活等诸多领域有着巨大的应用前景,近些年引起了越来越多的关注。随着国内外研究的深入人们已知超疏水表面可以极大地减少表面阻力,但是对于表面微结构在流体作用下的具体的研究还十分缺乏,同时考虑到微结构下流动的差异性问题,基于此,本文将结合表面弹性微结构开展针对超疏水表面流动状态的研究。论文首先根据Cassie模型以及仿生学原理构建了两种超疏水表
水面舰船在现代军事对抗中受到半穿甲反舰导弹的严重威胁。针对反舰导弹战斗部舱内爆炸的破坏,提升舰船舱室结构的抗内爆性能至关重要,本文的研究从舱内爆炸结构响应特性、舱室角隅抗内爆结构设计和新型角隅结构防护舱壁结构响应三个方面展开。主要研究工作如下:(1)建立了内爆效应下箱型舱室动响应数值模型,并利用文献资料进行了验证。在此基础上,明确了内爆效应下箱型舱室的角隅处冲击波汇聚、开口泄爆等载荷特征以及箱型舱
鱼类在长期残酷的自然选择中形成了它们独一无二的身体形态和运动方式,相比于人类设计制造的传统推进系统,鱼类在水中有着更优异的推进性能,尤其在推进效率方面更是无可比拟。关于鱼类波动推进机理的研究和相关的仿生推进机械的研制一直是工程上的热点,但目前波动推进相关的理论尚不成熟,所设计制造出的仿生机器鱼等机械并不理想,因此完善波动推进相关理论,并将其应用在人类制造的水下推进系统中,以改善传统机械推进工具在机
新型治疗技术及抗癌药物的应用,使得癌症患者的生存期得到有效延长,但也带来了高额的医疗成本,造成一定的经济毒性。本文通过综述经济毒性的概念、测评工具、影响因素及干预措施,旨在为深入开展相关研究、进一步提升患者的治疗依从性、生活质量等提供参考。
大型军舰球鼻艏艏端结构设计对其生命力极为重要,随着各种大型声呐基阵的发展,声波功率呈现指数性增长,声压引起导流罩结构自身产生较大振动,影响声呐正常工作,研究高能量声波对球鼻艏艏端结构响应的影响具有工程意义。船体球鼻艏主要结构形式为双层板结构,基于此,本文采用有限元法对水下矩形板结构进行声致振动分析,得到声波作用下水下矩形板的响应规律,并探究典型双层板结构参数对声波激励响应的影响。主要工作如下:1.
本文综合利用聚脲的韧性、陶瓷抗高速侵彻能力和宏观负泊松比夹层结构的抗冲吸能性能,设计并研究聚脲/陶瓷/负泊松比夹层复合结构的抗侵彻性能,主要研究内容如下:开展了单个破片侵彻低硬度聚脲/钢板复合结构的数值仿真研究,揭示了前聚脲层的压缩、破碎耗能机理。通过开展破片群侵彻的数值仿真,甄别了聚脲/钢板在破片群侵彻下的失效模式,并发现随破片间距的增大,破片群的集中效应减弱,前聚脲层与后钢板层吸能增加。针对陶
在医疗诊断与治疗中,获取皮下静脉血管的位置、走向、分布以及血流等特征信息对静脉穿刺和静脉曲张等血管疾病的诊断等具有重要意义。静脉显像仪可以辅助对静脉访问困难者的血管定位,提高医护人员的静脉穿刺的成功率。结构简单、低成本静脉显像仪具有更加广泛的应用场景,特别是家庭、诊所、野外等。目前在人们生活中广泛普及的智能手机,由于其日益强大的计算和处理能力,和可搭配丰富的外部设备,成为了一种理想的医疗设备的平台
船-机-桨的合理匹配是船舶设计的基本要求。然而螺旋桨在设计和使用的过程中往往会因为各种原因出现主机功率低于螺旋桨推进所需功率的情况,导致船-机-桨不匹配,工程中通常使用螺旋桨削边法来解决这一问题。螺旋桨削边后,因桨叶的几何形状发生改变,其水动力特性和振动特性均会发生改变。目前国内外对螺旋桨削边问题的研究,主要集中在削边前后水动力特性的变化上,仅有较少学者对空气中(轻质流体)螺旋桨削边前后振动特性的
静水力性能是设计船舶时所需要满足的最基本和最重要的要求。经典的船舶静水力性能分析方法的核心是计算船舶的相关几何属性,例如,水线面面积、面积形心,面积惯性矩、水线面以下的船舶排水体积、体积形心等。本学位论文从浮力产生的本质出发,提出了一种通过直接计算船舶湿表面上的静水压力合力的力法来完成船舶的静水力性能分析。具体包含以下三个方面的研究内容。(1)静水力性能分析力法的基础理论与数值方法研究。首先提出了