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用于非线性非平稳船舶运动极短期预报的一种复合自回归经验模态分解支持向量机回归模型（英文）被引量：7: 2015年; 目的:基于支持向量机回归(SVR)模型在非线时间序列的预测能力及经验模态分解(EMD)方法在处理非线性非平稳性的优势,提出一种复合自回归经验模态分解支持向量机回归(AR-EMDSVR)模型,提高非线性非平稳船舶运动极短期预报精度。创新点:1.研究非线性非平稳船舶运动的极短期预报问题,提出一种复合的预报方法;2.基于不同层次的预报模型和模型试验数据,分析非线性非平稳性对极短期预报精度的影响。方法:1.在SVR模型中引入基于自回归(AR)预报端点延拓的EMD方法,形成复合的AR-EMDSVR预报模型;2.基于集装箱船模水池试验运动数据将AR-EMD-SVR模型与AR、SVR和EMD-AR三种模型进行比较,分析非线性非平稳性对极短期预报的影响以及不同模型的预报性能。结论:1.AR-EMD方法能够有效的克服非平稳对极短期预报模型(AR和SVR)在精度上所带来的不良影响;2.基于船模试验数据的预报结果表明:相较于AR、SVR和EMD-AR三种预报模型,基于AR-EMD-SVR模型的非线性非平稳船舶运动极短期预报结果具有更高的精度。; Wen-yang DUANLi-min HUANGYang HANYa-hui ZHANGShuo HUANG; 关键词：极短期预报经验模态分解自回归模型

水面高速无人艇运动极短期预报技术被引量：1: 2012年; 采用基于时间序列的乘积季节ARIMA(求和自回归移动平均)模型以及无人艇模型规则波试验数据,研究了水面无人艇运动极短期预报技术。采用经趋势差分和季节差分后的ARMA(自回归移动平均)模型,运用最小信息准则和白噪声检验方法,验证所选择的最佳模型,并对无人艇进行了20步极短期运动预报。计算结果表明:无人艇船模加速度、升沉、纵摇的前10步短期预报最大误差均不超过6%,随着预测步数的增加,误差有扩大的趋势,加速度的后10步短期预报最大误差达到16.68%。可见,极短期预报技术有效。; 马伟佳史圣哲邹劲庞永杰朱凯; 关键词：船舶工程水面无人艇时间序列耐波性 ARIMA模型

基于AR-EMD方法的扩展非平稳船舶运动极短期预报AR模型（英文）被引量：15: 2015年; 准确的极短期预报技术能够提高对船舶摇荡运动敏感的海洋特种作业安全性和效率。自回归(auto-regressive,AR)预报模型由于其自适应性强、计算效率高而被广泛应用于船舶运动的极短期预报研究。但该模型基于平稳随机假设,因而在非平稳船舶运动的极短期预报中存在困难。针对非平稳船舶运动极短期预报,文章提出一种基于AR-EMD方法的扩展AR模型,称为EMD-AR预报模型。其中,AR-EMD方法是指在经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的过程中,采用AR预报的方法处理端点效应问题。EMD-AR预报模型将非平稳信号分解成若干平稳的固有模态函数分量及余项,然后对各个分量分别用AR模型预报,得到最终的预报结果,以此克服非平稳性对AR预报模型的影响。研究基于船舶试验数据将EMD-AR模型与线性AR模型、非线性支持向量机回归(support vector regression,SVR)预报模型进行对比分析,结果表明,AR-EMD方法能够有效处理船舶运动非平稳性对AR预报模型的影响,提高该模型的预报精度,且EMD-AR模型预报性能较线性AR模型和非线性SVR模型更优。; 黄礼敏段文洋韩阳余冬华Aladdin ELHANDAD; 关键词：极短期预报 AR模型经验模态分解

无人艇艇型优化方法被引量：3: 2013年; 为了计算和优化无人艇在中低速段艇型阻力性能,考虑了自由表面非线性和黏性的影响,研究了滑行艇在排水航行状态的兴波阻力计算方法。结合线性兴波阻力理论,将给定约束条件下的艇型优化问题转换为求泛函极值的有约束数学优化问题,通过非线性规划优化理论,对给定的艇体主参数约束下的目标函数做有条件最小化,求解最佳优型。理论计算结果和艇模试验结果表明:利用计算方法能够有效、快速地计算艇型兴波阻力,优化后的艇型在给定的速度区间(傅汝德数为0.1～0.7)的兴波阻力系数明显降低,在优化速度点(傅汝德数为0.5)降低约20%。; 马伟佳孙华伟庞永杰郭志群杨衡; 关键词：船舶工程无人艇艇型

水平圆盘耗散的引入(英文): 2014年; 对于一些特殊的例子,比如说带有月池的圆柱或者很多个圆柱的问题,实验得到的波浪力以及波高不能被传统的势流绕射理论准确地预报,这是由于传统的势流绕射理论忽略了粘性的影响。近些年,为了考虑粘性的影响,提出了两种在势流理论的基础上增加耗散的办法。其中一个是在自由表面增加耗散,另外一个为在流体内部增加耗散。文中采用第二种方法,并且考虑了一个带有月池的圆柱,通过引入一个耗散系数,使得理论的结果和实验的结果得到较好的一致性,同时也说明这种引入耗散的方法是合理的并且可以提供实际的准确的预测。; 刘恒序段文洋陈晓波; 关键词：特征函数势流理论耗散

一种用于船舶纵-横联合减摇的预测控制器（英文）: 2016年; 目的:为提高船舶运动联合减摇效果,提出一种基于船舶运动及船舶水动力预报的联合减摇控制方法,并基于弱非线性二维半方法进行数值仿真,分析该控制方法的减摇控制效果。创新点:1.提出基于船舶运动预报和水动力预报的减摇方法,克服了控制时延对减摇效果的影响;2.基于弱非线性二维半方法进行船舶运动减摇数值仿真,验证了该方法能够实现良好的联合减摇控制效果。方法:1.在控制过程中基于极短期预报方法预报船舶运动姿态,并利用船舶运动方程预报水动力,将预报的水动力作为鳍角分配的依据;2.基于弱非线性二维半方法在时域内进行船舶运动减摇数值仿真,分析该控制方法在各种不同海况下的减摇控制效果。结论:1.弱非线性二维半方法在高速船舶的水动力预报中可以获得良好的效果;2.在各个不同海况下,本文提出的控制方法能够实现有效的联合减摇。; Wen-yang DUANYang HANRui-feng WANGLi-min HUANG

GMRES(m)方法在海洋结构物时域水动力分析中的应用: 2014年; 为了提高海洋结构物时域水动力边界元方法的计算求解效率,基于三维时域势流理论,分别对浮体的线性绕射问题和非线性辐射问题进行数值计算,同时采用基于Galerkin原理的GMRES(m)方法求解用时域水动力边界元方法离散得到的线性代数方程组,并与现有文献结果进行比较。研究结果表明,该方法适于求解时域水动力边界元分析中形成的非对称稠密线性方程组,具有较好的收敛特性。计算结果令人满意,求解效率高。; 韩旭亮段文洋刁峰; 关键词：边界元法

Introduce Dissipation for Cylindrical Structures with Moon-Pool of Restricted Entrances被引量：2: 2015年; In order to consider the viscous effect,the introduction of a parametric dissipation and new results are realized by applying the new formulation combining and dynamic conditions over the free-surface with viscous terms. The dispersion equation is then modified by assuming an additional term in the boundary condition at the free-surface and wave-number becomes complex number with a small imaginary part which ensures the decay of wave amplitudes. The comparisons of numerical results and model test measurement on wave elevation at the moon-pool center is obtained both for the peak period and for the amplitude at resonance by choosing an appropriated dissipation coefficient. The results show that the introduce dissipation is not only effective but also reliable to provide realistic predictions.; Hengxu LiuWenyang Duan; 关键词：SEMI-ANALYTICAL DISSIPATION

预条件GMRES(m)算法在大型浮体水动力边界元分析中的应用被引量：5: 2013年; 针对大型浮体水动力边界元分析产生的复系数线性方程组结构复杂,直接方法难以求解或者求解费时的问题,提出一种带有预条件技术的重启动型GMRES算法.选取2种不同的预条件处理技术对方程组系数矩阵进行预处理,通过具体算例给出2种预条件方法的数值比较.数值试验表明,对于大型浮体水动力边界元分析产生的复系数线性方程组,带有不完全LU分解预条件处理技术的GMRES(m)算法求解效率最高,优于直接解法.; 段文洋刁峰陈纪康

海洋结构物时域边界积分方程的改进方法(英文)被引量：1: 2013年; 文章基于三维时域格林函数理论,提出了一种时域边界积分方程的改进计算方法,用于预报海洋结构物在波浪中运动受到的时域波浪力。该方法通过利用物体内部构造的满足拉普拉斯方程的内部解,在时域边界积分方程中只需要计及时域格林函数记忆项本身,从而有效地避免了求解具有高震荡积分特性的时域格林函数记忆项的法向导数。对潜体和浮体作了计算,结果表明,这种方法十分有效,可以有效节省内存使用量和计算机空间。通过与相关已发表文献的结果进行比较,计算结果令人满意。; 段文洋韩旭亮赵彬彬; 关键词：边界积分方程水动力

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国家自然科学基金(51079032)

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