应用科技 /oa 船桨舵一体化耦合下的双桨船数值自航模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906018 针对船-桨-舵一体化耦合时的相互干扰问题,基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方法,应用滑移网格技术(SMT)和流体体积函数(VOF)模型,对DTMB5415双桨船在巡航以及最高航速下的航行性能进行研究。将船舶阻力、螺旋桨敞水性能以及最高航速下的自航点计算结果与试验结果进行比对,验证了该计算方法的准确性与可行性。对安装螺旋桨前后的船体阻力成分、船表压力分布以及波形云图进行分析,阐述了螺旋桨对船体性能的影响;基于快速傅里叶变换(FFT),探讨了舵在螺旋桨尾流中的非定常性能。 2020年03月05 00:00 2020年2期 1 5,11 1919644 孙聪, 宋科委, 王超, 郭春雨, 郭航 海洋平台防爆门结构设计及其抗爆性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903019 为了提高海洋平台油气舱室的安全性,最大程度地减小舱室发生爆炸后的损失,本文采用等效炸药TNT方法计算舱室可燃物相当的炸药质量,运用动态显式方法计算了炸药-空气场-防爆门的一体化耦合模型,得到其动态响应。结果表明:增大防爆门的迎爆面面板厚度、增加内部骨架梁数量能够显著提高防爆门的抗爆性能;对于拱形防爆门,随着拱高的不断增加,防爆门的位移响应呈现先增大再减小的趋势,只有当拱高大于一定值时,拱形防爆门的抗爆性能才会优于平板式防爆门。 2020年03月05 00:00 2020年2期 6 11 1962432 张寅<sup>1</sup>, 姜宏亮<sup>2</sup>, 杨俊杰<sup>1</sup>, 黄式璋<sup>1</sup> 基于谱跌现象的舰船设计谱影响因素分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906006 目前舰船设备的设计谱谱值主要参照国外的军用标准,由于缺乏对标准制定原理的足够认识,导致设备的设计谱值未能与我国现阶段的抗冲击要求一致。针对现行的设计谱方法,首先通过多自由度系统的理论计算,并结合机械阻抗法介绍了设计谱中的谱跌现象;然后将简化设备安装于实际的舰船结构上,运用声固耦合法计算其水下爆炸下的冲击环境。通过实验得到在其他参数不变的情况下,设备的设计谱速度与质量、安装频率成反相关性,与理论推导规律一致,设计谱的确定必须充分考虑设备安装位置与设备自身特性的影响。 2020年03月05 00:00 2020年2期 12 16 2132004 谢浩<sup>1</sup>, 郭君<sup>2</sup>, 王强龙<sup>1</sup>, 杨旭<sup>1</sup> 悬挂负载空中机器人的抗摆控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906003 为了解决悬挂负载空中机器人飞行时产生的负载摆动和残余振荡问题,本文采用滑模变结构方法设计了高度控制器和抗摆控制器。首先建立悬挂负载空中机器人的动力学模型,基于此设计出一阶滑模的高度控制器和二阶滑模的抗摆控制器,并且提出了一种改进型的边界层厚度可变的边界层法来降低抖震现象。最后使用MATLAB和Adams联合仿真,验证控制器的有效性。结果表明,设计出的控制器具有良好的抗摆效果,满足系统要求。 2020年03月05 00:00 2020年2期 17 22 1574107 常乐<sup>1</sup>, 杨忠<sup>1</sup>, 张秋雁<sup>2</sup>, 王少辉<sup>1</sup>, 李捷文<sup>1</sup> 基于神经网络的燃气日负荷智能预测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904019 为解决城市燃气日负荷具有随机性和不确定性问题,首先分别采用广义回归神经网络(GRNN)、灰色-GRNN和梯度-GRNN对燃气日负荷数据进行预测,通过MATLAB仿真表明,得到的预测误差大部分都在20%以内,说明这3种预测模型总体上是可行的,但预测精度并不是很高;然后针对城市燃气日负荷可能发生的预测模型故障现象,将GRNN、灰色-GRNN和梯度-GRNN的预测数据作为组合预测模型的数据基础,采用广义动态模糊神经网络(GD-FNN)进行智能组合预测,仿真结果表明:GD-FNN的平均预测精度为93.639%,平均每组预测用时为7.668 s,从预测精度上看,组合预测模型的预测精度要明显高于单一预测模型的预测精度,尤其是在预测过程中发生故障现象时更显其优势。 2020年03月05 00:00 2020年2期 23 28 1510621 夏晓靖<sup>1</sup>, 高尚<sup>2</sup>, 陈虹丽<sup>2</sup> 基于特征融合的行人重识别算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906013 为解决实际行人重识别系统中识别率低、识别速度慢的问题,从创新和工程应用出发,提出了一种行人重识别算法。对行人图片进行预处理,采用色调、饱和度、亮度(hue,saturation,value,HSV)空间非线性量化的方法构建颜色命名空间,对人体分区域预识别来提高检测效率;对备选目标的整幅图像提取HSV和方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)作为整体特征并在滑动窗口内提取颜色命名(color naming,CN)特征和2个尺度的尺度不变特征(scale invariant local pattern,SILTP),采用本文融合算法得到新的特征;在3个数据集上进行行人重识别,融合的特征在2种度量学习算法的Rank1平均提高了2.4%和3.3%。实验结果表明该算法能够提高重识别精度。 2020年03月05 00:00 2020年2期 29 34,43 1439212 钱华明, 王帅帅, 王晨宇 改进的多特征融合人行道检测算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906016 道路检测相关研究多基于KITTI等车道公开数据集展开,由于车道与人行道存在颜色、材质和周围环境等差异,准确地检测出人行道区域成为一个需要解决的问题。本文将应用场景设置为室外人行道,提出了一种改进的基于多特征融合的人行道检测算法。首先使用SLIC超像素算法获取超像素图以减少噪声干扰和后续训练维度;然后计算各超像素块特征,利用新的Gabor滤波器纹理提取方法降低时间复杂度,并加入基于主成分分析(PCA)的光照不变空间特征和三维的深度梯度特征提高检测准确度,选用Adaboost分类器对融合的特征向量进行训练并预测人行道区域;最后采用马尔可夫随机场对分割结果进行优化。本方法是通用的,不依赖于道路外观和结构的先验,在创建的人行道数据集上进行实验,证明了该算法的有效性。 2020年03月05 00:00 2020年2期 35 43 2144229 胡强<sup>1</sup>, 屈蔷<sup>1</sup>, 何鑫<sup>2</sup> S波段Y形馈电的极化可重构圆形贴片天线 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201907011 为了实时控制天线的极化方式,本文提出了极化可重构的S波段圆形贴片天线。该天线由圆形贴片、Y形馈线和2支PIN二极管组成。在圆形贴片的中心设置了接地过孔,便于给PIN二极管施加直流偏置电压。调整直接馈电和耦合馈电方式之间的相位差,控制天线上的电流分布,实现2种圆极化或线极化的工作模式。在辐射贴片和馈线之间引入2支PIN二极管作为开关,使天线分别工作在线极化(LP)、左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)模式。在圆极化模式时,该天线中心频率为2.53 GHz,10 dB回波损耗和3 dB轴比相对带宽分别为6.6%和1.2%。该天线结构简单,便于加工,在无线通信、雷达、无线能量传输等领域具有潜在的应用价值。 2020年03月05 00:00 2020年2期 44 47 1639703 许立强, 陈倩, 刘长军 基于I2C总线的电池管理系统通信方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906014 电池管理系统作为新能源汽车的一项关键技术在能量管理方面有着十分重要的作用。为了解决电池管理系统中主控制器与芯片的通信问题,本文提出了一种使用三极管等半导体元件设计出的电平迁移电路模块,并用双线级联的电平迁移电路,实现各个芯片端口的信息交互。该模块无需采用隔离电路,就能实现不同电压芯片间的多主通信,实验结果表明,电路工作正常,实现了预期效果。 2020年03月05 00:00 2020年2期 48 52 1424984 王壮鹏<sup>1</sup>, 肖兵<sup>1</sup>, 刘落实<sup>2</sup>, 欧奔<sup>1</sup> 基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201907009 针对树型配电网分支众多而难以准确选线的问题,本文通过分析发现了不同线路故障初始电流电压行波的极性关系,提高了配电网分支选线的准确率。由于缆线混联线路中的零模波速很不稳定,难以通过线路参数精确获取,提出了基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法,以双端行波测距理论为基础,对线路已有的多端行波测距装置进行自由组合,计算得到多组故障定位结果。通过历史临近故障测距结果误差比较,动态调整各行波测距装置组的权重值,从而进行故障信息的融合决策,给出最终的故障点位置。因此,本文通过故障点同侧行波测距装置组的故障信息对其波速进行在线测量,使得用于故障定位的波速值更贴合实际。最后,采用PSCAD软件对江苏某实际10 kV配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法不受中性点接地方式的影响,在不同过渡电阻以及系统不同运行方式下均能实现接地故障的精确定位。 2020年03月05 00:00 2020年2期 53 58 1198373 吕峰<sup>1</sup>, 蔡超<sup>2</sup>, 丁建忠<sup>1</sup>, 袁海星<sup>1</sup>, 沈海平<sup>1</sup>, 胡金峰<sup>1</sup>, 孙国强<sup>2</sup> 基于模糊聚类的配电网电能质量分级预警 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905022 现有国家标准中对于电能质量各指标只能判断其是否超标,且各指标限值固定不变,不能根据配电网自身的运行情况和特点进行动态预警。为解决上述问题,本文提出一种电能质量稳态指标分级预警方法。根据不同场景、时间对配电网电能质量的要求,通过将相同电压等级的预警对象进行聚类的方法动态设置其预警阈值,并根据预警阈值的不同,将电能质量分为若干等级。其次,提出基于BP神经网络算法的电能质量预测方法,提高了电能质量稳态指标的预测精度。最后,针对10 kV和35 kV两个电压等级的配电网进行了仿真分析,验证了所提出方法的有效性和实用性。分析证明,该预警方法的实施可提前预知配电网的电能质量情况,以便于提前采取措施,保证配电网安全运行。 2020年03月05 00:00 2020年2期 59 66 1497187 李延真, 郭英雷, 彭博 滑动短时傅里叶变换的FPGA实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201906005 为解决对混沌信号进行傅里叶变换分析后,只能得到信号中所包含的频率成分,并不能获知有关频率成分的时间局部化信息的问题,采用了短时傅里叶变换的方法,通过对短时傅里叶变换的数学公式及表达的物理意义研究后,提出了在FPGA上利用Altera公司提供的IP核资源实现短时傅里叶变换的功能,并在Modelsim软件上进行功能仿真。实验证明通过短时傅里叶变换可以对混沌信号进行很好的分析。 2020年03月05 00:00 2020年2期 67 71 1450404 邵瑞, 付永庆 多频段MIMO手机陶瓷天线设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904017 多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术在手机天线设计中,经常遇到辐射单元尺寸过大、电磁兼容、天线辐射全向性和天线辐射效率等问题,本文提出一种多频段MIMO陶瓷天线的结构来研究和解决上述问题。其中,陶瓷结构的介电常数为6.45,并附在金属贴片结构上作为辐射单元。所采用新型的陶瓷材料将为天线提供更宽的带宽,并且减小天线辐射单元设计的尺寸,其辐射单元的尺寸为32.5 mm×17 mm×2.8 mm。实际测量天线带宽为0.89~0.97 GHz和1.71~2.20 GHz,实现了双频段移动通信并且覆盖了GSM900、DCS1800、PCS1900和LTE1900等频段。该天线具有良好的全向辐射特性,适合手机天线的应用,同时该MIMO天线的耦合隔离度较低。实测天线效率在0.89~0.97 GHz频段为21.3%~28.3%,在1.71~2.20 GHz频段为24.3%~35.2%,基本满足手机天线应用设计的需求。新设计的MIMO天线在未来全屏手机使用上将有广泛的应用前景。 2020年03月05 00:00 2020年2期 72 78 2262166 周凯<sup>1</sup>, 王睿乔<sup>1</sup>, 赵志恒<sup>2</sup> 四进制混沌接收机的FPGA实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201907004 为了解决传统通信方式本身不具有隐匿信息能力的问题,本文采用FPGA设计了一个基于Duffing振子阵列的四进制混沌接收机,主要用于接收混沌Duffing振子产生的四进制混沌信号。进行信号调制时主要利用了混沌Duffing振子的时域信号具有隐蔽性和类噪声的特性构建了较为安全的通信信息;解调时,利用了Duffing振子阵列对信号的幅度敏感性,屏蔽了其相位敏感性,使其可以解调具有任意相位的混沌信号。实验结果证明该混沌接收机能正确接收具有任意相位的混沌信号,保密性能好。 2020年03月05 00:00 2020年2期 79 84 1826163 胡梦君, 付永庆 初边值条件对二维通道内降膜流动行为影响的数值分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905008 在压水堆核电站中,非能动安全壳冷却系统是比较重要的事故缓解措施,其中对水膜流动行为的研究至关重要。目前这些研究较少关注液膜波动现象,也很少考虑空气和水膜界面的剪切力。因此,采用Fluent VOF和<i>k</i>-<i>ε</i>模型对二维矩形通道内单侧水膜流动行为进行数值模拟,并考虑空气和水膜两相交界面的剪切力作用,讨论了液膜入口速度分布、液膜入口宽度、空气入口速度、液膜入口雷诺数以及空气流动方向等因素对液膜厚度沿流动方向变化的影响。模拟研究表明:液膜入口宽度,气体流动方向对液膜表面波动有影响,该表面波动现象与气液两相间的速度差有关,速度差越大,波动越大。在某些条件下,当前的数值模型可再现降膜流动的波动现象。 2020年03月05 00:00 2020年2期 85 92 2145959 杜卡帅, 胡珀, 胡真, 翟书伟 基于RINSIM仿真平台的汽水分离再热器系统动态仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905012 为了能够实时、准确、全工况地模拟汽水分离再热器系统的工作过程及热力特性,本文采用了RINSIM仿真平台建模方法建立了汽水分离再热器系统的实时动态仿真模型。在此基础上,对建立的模型进行典型稳态工况与动态工况数据分析。结果表明,该系统模型与实际系统特性相吻合,能够准确地反映出系统内部的动态响应特性,验证了模型的准确性与可靠性,满足仿真设计要求。 2020年03月05 00:00 2020年2期 93 97 1293652 聂晓强, 刘永阔, 艾鑫, 蒋利平 不同优化算法在稳压器重量优化中的比较 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905020 为解决核动力装置优化设计的方法问题,以压水反应堆核动力系统中关键设备之一稳压器为研究对象,开展重量优化设计分析。选择改进复合形算法、遗传算法、粒子群算法等作为代表性优化算法,比较了3种优化算法的全局性、收敛性、稳定性和计算效率等方面的性能。研究结果表明,对于稳压器重量优化问题,遗传算法和粒子群算法均具有良好的全局性;改进复合形算法则在收敛速度和计算效率方面具有优势。研究结果可以为核动力装置优化设计方法设计提供参考。 2020年03月05 00:00 2020年2期 98 103 1590913 黎春梅, 李毅, 刘立志, 郝承明, 孙冠宇, 张骐, 王艺, 颉利东, 苗怡然, 夏军宝, 严思伟 基于CFD技术的桌面小风扇创新设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201908013 为实现桌面小型风扇同时具备短期快速降温和长期舒缓制冷的功能,借助计算流体力学(CFD)数值模拟技术可实现产品性能预评估的优势,提出一种基于CFD技术的桌面小风扇创新设计解决方案。通过搭建风扇测试数值模型,分析现有产品的性能特点,寻找设计突破口;在分析产品工作的机理基础上,提出合理的设计解决方案。该解决方案以数值模拟技术为纽带,构建起现有产品与最终方案形成的逻辑关联体,提升了设计方案形成的科学合理性,可为类似的家电产品创新设计提供参考。 2020年03月05 00:00 2020年2期 104 109 1738570 李天赠, 陈家静, 黄红梅 ISOFIX结构改进过程仿真及验证试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201908003 为了提前验证儿童座椅国际标准化组织固定装置(ISOFIX)合规性能,在新车型ISOFIX装置开发过程中,通过仿真分析结合试验方法,准确地验证原始设计,发现和改善设计中的不足,针对性地提出改善方向,确保ISOFIX装置改善方案满足GB14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》。仿真实验证明了该方法能够快速响应设计改善过程。 2020年03月05 00:00 2020年2期 110 114 3012611 李向津, 李博宇